Laporan Praktikum Pengantar Otomasi

I. PENDAHULUAN

Teknik industri adalah suatu teknik yang mencakup bidang desain, perbaikan, dan

pemasangan dari sistem terintegrasi yang terdiri dari manusia, bahan-bahan, informasi,

peralatan dan energi. Hal ini digambarkan sebagai pengetahuan dan keterampilan yang

spesifik dari ilmu matematika, fisika, dan ilmu-ilmu sosial bersama dengan prinsip dan

metode dari analisis keteknikan dan desain untuk mengkhususkan, memprediksi, dan

mengevaluasi hasil yang akan dicapai dari suatu sistem. Bidang garapan teknik industri adalah

sistem integrasi yang terdiri dari manusia, material/bahan, informasi, peralatan, dan energi.

Sedangkan otomasi didefinisikan sebagai suatu proses tanpa aktivitas langsung manusia

dalam proses (Dorf, 1983), sehingga sistem otomasi didefinisikan sebagai kumpulan proses-

proses tanpa aktivitas langsung manusia di dalamnya. Istilah "otomasi" digunakan pertama

kali oleh General Motors pada tahun 1974 yang mendirikan departemen otomasi (automation

department).

Dalam definisi di atas dijelaskan bahwa sebuah sistem terintegrasi pasti memiliki

minimal empat komponen (sub-sistem) yaitu manusia, material, peralatan dan energi. Ini

berarti semua sistem yang memproduksi atau meningkatkan nilai tambah baik berupa barang

maupun jasa adalah obyek yang dikelola oleh teknik industri, karena hampir semua sistem

pasti memiliki keempat unsur tersebut. Terintegrasi menunjukkan bahwa interaksi yang

terjadi dari keempat unsur tersebut bermuara kepada sebuah perilaku sistem yang lebih dari

hanya penggabungan sederhana keempat unsur tersebut.

Dengan demikian, manusia merupakan komponen yang tidak akan pernah dapat

dihapuskan karena perannya sebagai sebuah sistem terintegrasi yang menjadi manusia karena

semua sub-sistemnya berinteraksi sedemikian rupa. Namun, dengan tenaga dan kemampuan

manusia yang terbatas, maka manusia harus memikirkan suatu cara untuk dapat

mempermudag pekerjaannya yang semakin beragam dan bertambah banyak jumlahnya. Salah

satunya adalah dengan mengembangkan sistem otomasi. Otomasi hanya dilakukan jika

hasilnya lebih cepat, lebih baik secara kuantitas dan/atau kualitas dibandingkan dengan

penggunaan tenaga kerja manusia. Dalam dunia industri, otomasi merupakan lanjutan dari

mekanisasi, di mana mekanisasi masih membutuhkan operator manusia selama mesin

beroperasi atau membutuhkan bantuan tenaga otot manusia agar mampu bekerja. Otomasi

mengurangi peran manusia dalam hal tersebut.

1

Modul 1. Pengantar Sistem Otomasi 2

II. TUJUAN

Mahasiswa mengetahui dan memahami perangkat dasar yang digunakan dalam otomasi

(switch, pushbutton, relay, contactor, power supply, multimeter)

Mahasiswa memahami prinsip kerja relay

Mahasiswa memahami gambar rangkaian dari berbagai percobaan pada praktikum yang

ada

Mahasiswa memahami prinsip kerja rangkaian self-holding

III. DASAR TEORI

III.1 DEFINISI OTOMASI DAN SISTEM OTOMASI

Ide dasar otomasi adalah sebagai berikut:

Penggunaan elektrik dan/atau mekanik untuk menjalankan mesin/alat tertentu

Disertai “otak” yang mengendalikan mesin/alat tersebut

Agar produktivitas meningkat dan ongkos menurun.

Berdasarkan ide dasar ini, munculah berbagai definisi otomasi dari beberapa ahli.

Grover P.M. mendefinisikan otomasi sebagai kebutuhan teknologi yang terkait kegiatan

mekanik, elektronik yang kompleks berikut dengan dukungan sistem komputer dalam

aktivitas dan pengendalian produksi. Selain itu, Kalpakjian mendefinisikan otomasi sebagai

kebutuhan proses sebagai konsekuensi rancangan urutan operasi dengan sedikit atau tanpa

bantuan operator, dengan menggunakan peralatan khusus yang melakukan dan

mengendalikan proses manufaktur.

Kemudian pada tahun 2006, M.S Kauffman mendefinisikan sistem otomasi sebagai

suatu perubahan yang direncanakan di dalam suatu fisik atau tugas administratif yang

memanfaatkan suatu proses baru, metoda, atau mesin untuk meningkatkan produktivitas,

mutu, dan menyediakan analisa serta kendali metodologis.

III.2 JENIS-JENIS OTOMASI

Sistem otomasi manufaktur meliputi operasi seperti pemrosesan, perakitan, inspeksi

maupun material handling. Otomasi manufaktur terdiri atas tiga jenis berikut.

1. Fixed Automation (Otomasi Detroit)

Merupakan jenis otomasi yang mempunyai konfigurasi peralatan tetap sesuai dengan

tahapan proses operasinya maupun perakitannya. Jenis ini ditandai dengan:

Modal awal yang besar

Laporan Praktikum Sistem Otomasi IndustriLaboratorium Perancangan dan Otomasi Sistem IndustriFakultas Teknikn Program Studi Teknik Industri Unika Atma Jaya


Laju produksi yang tinggi

Relatif tidak fleksibel dalam mengakomodasi perubahan produk

2. Programmable Automation

Dalam jenis otomasi ini, alat-alat produksi dirancang dengan kemampuan untuk

mengubah urutan operasi untuk mengakomodasi konfigurasi produk yang berbedabeda.

Karakteristik jenis otomasi ini adalah sebagai berikut:

Modal besar untuk peralatan “general purpose”

Laju produksi relatif rendah

Fleksibel untuk perubahan konfigurasi

Sangat cocok untuk “batch production”

3. Flexible Automation

Flexible automation merupakan pengembangan dari programmable automation dimana

sistem mampu memproduksi berbagai jenis produk tanpa kehilangan waktu secara

virtual untuk perubahan dari sebuah bentuk ke bentuk lainnya. Karakteristik jenis otomasi

ini adalah sebagai berikut:

Modal besar untuk peralatan

Produksi kontinyu dari berbagai jenis produk

Laju produksi sedang

Fleksibel untuk perubahan variasi rancangan produk

III.3 ALASAN PENGGUNAAN OTOMASI

Berikut adalah beberapa alasan penggunaan otomasi:

Meningkatkan produktivitas perusahaan.

Hal ini ditandai dengan lebih besarnya output per jam-orang apabila diterapkan otomasi

pada operasi manufaktur.

Tingginya biaya tenaga kerja.

Kecenderungan meningkatnya biaya tenaga kerja di dunia industri mendorong

perusahaan menginvestasikan fasilitas otomasi yang relatif mahal. Dengan otomasi

manufaktur dapat meningkatkan laju produksi sehingga harga per produk dapat lebih

murah.

Tenaga kerja cenderung berpindah ke sektor pelayanan.

Di negara maju tenaga kerja lebih menyukai sektor pelayanan.

Kurangnya tenaga kerja untuk kemampuan tertentu.



Kecenderungan terhadap industri pelayanan menyebabkan semakin sulit mendapatkan

tenaga kerja dengan skill tertentu.

Keamanan.

Dengan otomasi manufaktur pekerjaan lebih aman. Artinya keamanan atas kecelakaan

kerja akibat operasi produksi lebih terjamin.

Tingginya harga bahan baku.

Mahalnya harga bahan baku membutuhkan efisiensi pemakaian bahan baku. Dengan

otomasi manufaktur scrap-rates dapat direduksi.

Meningkatkan kualitas produk.

Otomasi tidak hanya menghasilkan produk dengan laju yang lebih cepat tapi juga

meningkatkan kualitas produk jika dibandingkan dengan metode manual.

Menurunkan “Manufacturing Lead Time (MLT)”.

Otomasi manufaktur dapat mereduksi waktu antara pemesanan pelanggan sampai

pengiriman produk.

Menurunkan “in-process inventory”.

Otomasi manufaktur dapat menyelesaikan produk pada lantai produksi lebih cepat.

III.4 ELEMEN DASAR SISTEM OTOMASI

Sistem otomasi terdiri atas tiga komponen dasar, yaitu power, instruksi program dan

sistem kontrol yang kesemuanya untuk mendukung proses otomasi.

Power

Power atau sumber energi digunakan untuk mengoperasikan beberapa proses serta

menggerakkan dan mengendalikan semua komponen sistem otomasi. Sumber energi

dapat berupa energi listrik, baterai, accu, solar, bensin, air, angin, semuanya tergantung

pada tipe sistem otomasi yang digunakan. Sebagai contoh, power untuk proses

manufaktur adalah Electric Discharge Machining (EDM) menggunakan tenaga listrik

untuk melelehkan baja.

Instruksi program

Tindakan yang dilakukan oleh sebuah proses otomasi didefinisikan oleh instruksi

program.

Sistem kontrol

Elemen kontrol sistem otomasi menjalankan instruksi-instruksi program. Sistem control

menyebabkan sebuah proses mampu menyelesaikan suatu fungsi yang telah ditetapkan

Sebelumnya. Kontrol dalam sistem otomasi terdiri atas :



1) Closed loop control system / feedback control system

Sistem ini terdiri atas elemen dasar sebagai berikut :

Parameter input, umumnya mengacu pada nilai output yang diinginkan.

Proses, merupakan operasi atau fungsi yang dikontrol.

Variabel output, merupakan beberapa variabel proses.

Sensor feedback, digunakan untuk mengukur variabel output serta membentuk

loop antara input dan output.

Controller, bagian ini membandingkan input dan output dan melakukan

penyesuaian yang diperlukan dalam sebuah proses untuk mengurangi perbedaan

antara input-output.

Aktuator, merupakan perangkat hardware yang menampilkan output proses

kontrol.

Kelebihan sistem kontrol loop tertutup:

Ketelitian lebih baik (kualitas produksi lebih baik).

Sensitivitas yang lebih rendah dari ratio 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡-𝑖𝑛𝑝𝑢𝑡 terhadap variasi-variasi

dalam karakteristik sistem.

Mengurangi efek nonlinieritas dan distorsi/gangguan.

Memperbesar bandwidth sistem (bandwidth sistem adalah daerah/range frekuensi

dari input dalam mana sistem akan memberikan respons yang memuaskan).

Kekurangan sistem kontrol loop tertutup:

Konstruksi lebih rumit dan pemeliharaan lebih mahal.

Kecenderungan kearah osilasi atau ketidakstabilan

2) Open loop control system

Sistem ini beroperasi tanpa pengukuran variabel output (tanpa feedback) sehingga

tidak ada perbandingan antara output dan parameter input yang diinginkan. Proses

kontrol didasarkan pada keakuratan model dari efek aktuator dalam variable proses.

Kelebihan sistem kontrol loop terbuka:

Konstruksi sederhana dan mengurangi pemeliharaan.

Lebih murah

Tidak ada persoalan stabilitas

Cocok apabila output sulit diukur atau secara ekonomis tidak fisibel

Kekurangan sistem kontrol loop terbuka:

Gangguan atau perubahan dalam kalibrasi menyebabkan kesalahan dan output

mungkin berbeda terhadap apa yang diinginkan.



Untuk mempertahankan kualitas yang dibutuhkan pada output, rekalibrasi

(kalibrasi kembali) harus dilakukan dari waktu ke waktu.

III.5 LEVEL OTOMASI

Lima tingkatan otomasi dan kontrol dalam proses manufaktur adalah:

1) Level Alat (Device Level)

Tingkatan ini merupakan tingkatan terendah yang meliputi aktuator, sensor dan

komponen perangkat keras lainnya yang membangun sebuah mesin, misalnya loop

pengendali mesin CNC atau satu engsel robot industri.

2) Level Mesin (Machine Level)

Hardware pada level alat dirakit menjadi sebuah mesin, sebagai contoh: mesin perkakas

CNC, robot industri, konveyor mesin, dll. Fungsi pengendali pada level ini meliputi

pelaksanaan urutan langkah-langkah instruksi program secara benar dan memastikan

setiap langkah tersebut dilakukan secara tepat.

3) Level Sel Atau Sistem (Cell/System Level)

Sel atau sistem manufaktur merupakan kumpulan mesin-mesin atau workstation yang

terhubung dan didukung oleh sebuah sistem material handling, komputer dan perangkat

lainnya yang sesuai untuk proses manufaktur. Fungsi pengendali pada level ini meliputi

part dispatching dan machine loading, koordinasi antar mesin dan sistem material

handling serta evaluasi data hasil inspeksi.

4) Level Pabrik/Sistem Produksi (Plant Level)

Perintah yang diterima dari sistem informasi perusahaan diterjemahkan menjadi rencana

operasi bagi proses produksi. Fungsi pengendali pada level ini meliputi pemrosesan

order, perencanaan proses, pengendalian persediaan, pembelian, perencanaan kebutuhan

material, pengendalian lantai produksi (shop floor control) dan pengendalian kualitas.

5) Level Perusahaan (Enterprise Level)

Tingkat ini merupakan tingkat tertinggi yang terdiri atas sistem informasi perusahaan

yakni menyangkut semua fungsi yang diperlukan untuk mengelola perusahaan, antara

lain pemasaran, akunting, perancangan, penelitian, perencanaan agregat dan penjadwalan

produksi utama.

IV. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN

2 buah push button normally open (NO)



2 buah push button normally closed (NC)

2 buah relay

2 pilot lamp AC

1 buah power supply

1 buah Miniature Circuit Breaker (MCB)

1 buah multimeter

Kabel penghubung dan konektor

V. GAMBAR RANGKAIAN

Gambar 1.1 Gambar Rangkaian Percobaan Switch

Gambar 1.2 Gambar Rangkaian Percobaan Push Button 1


+ -

+ -


Gambar 1.3 Gambar Rangkaian Percobaan Push Button 2

Gambar 1.4 Gambar Rangkaian Percobaan Relay: PB NO, Relay NO

Gambar 1.5 Gambar Rangkaian Percobaan Relay: PB NO, Relay NC


+ -

+ -

A1

A2

+ -

+ -

+ -

A1

A2

11

12


Gambar 1.6 Gambar Rangkaian Percobaan Relay: PB NC, Relay NO

Gambar 1.7 Gambar Rangkaian Percobaan Relay: PB NC, Relay NC

Gambar 1.8 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: AND


A2

A1

+

-

-

-+

-

11

1214

11

12

14


Gambar 1.9 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: HAND

Gambar 1.10 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: OR

Gambar 1.11 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: NOR


-

-


Gambar 1.12 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: NOT

Gambar 1.13 Gambar Percobaan Self Holding

VI. LEMBAR DATA

VII. TUGAS LAPORAN

1. Gambarkan dan jelaskan diagram hirarki otomasi industri!


-


Gambar 1.14 Diagram Hirarki Otomasi Industri

Hirarki sistem otomasi industri terdiri dari 5 level.

1. Level 0 (Actual Process Production)

2. Level 1 (Control)

3. Level 2 (Supervisory)

4. Level 3 (Enterprise)

5. Level 4 (Administration)

Administration meliputi keuangan, HRD, dokumentasi dan perencanaan jangka

panjang.

Enterprise meliputi menetapkan target produksi, ERP (Enterprise Resource

Planning), koordinasi site yang berbeda dan pengelolaan order.

Manufacturing mengelola eksekusi, sumberdaya, aliran kerja, supervisi mutu, jadwal

produksi dan pemeliharaan.

Supervision meliputi supervisi produksi dan lapangan, optimasi, eksekusi operation,

visualisasi plant, penyimpanan data proses, log operasi dan history (open loop).

Group (Area), mengendalikan bagian pabrik yang terdefinisi jelas (a well-defined

part of the plant) – merupakan sistem yang closed loop, kecuali untuk intervensi oleh

operator/except for intervention of an operator).

o Coordinate individual subgroups

o Adjust set-points and parameters


-

Primary Technology

Sensors & Actors

Administration

Enterprise

Supervisory

Group Control

Unit Control

Field

0

1

2

3

4


o Command several units as a whole

Unit (Cell) mengendalikan l (regulation, monitoring and protection) bagian dari

suatu group – merupakan sistem closed loop kecuali untuk maintenance.

o Measure: Sampling, scaling, processing, calibration.

o Control: regulation, set-points dan parameter 2

o Command: sequencing, protection & interlocking

Field meliputi data acquisition (Sensors & Actors), data transmission tidak

memproses kecuali koreksi pengukuran (measurement correction) dan built-in

protection

2. Gambarkan rangkaian gerbang logika (AND, OR, NOT, dll) untuk alarm proses di bawah

ini! (Gambar pada modul)

Kondisi terjadinya alarm adalah:

High temperature dan low pressure

High pressure dan high level

High level, low temperature dan high pressure

Tabel 1.1 Tabel Kebenaran Karnaugh Map 3 Variabel

Keterangan:

A : Temperature

B : Pressure

C : Level



Y = AB’C’ + A’BC + AB’C

Disederhanakan dengan metode Karnaugh Map

1

1 1

Jadi, Y = AB’ + A’BC

Gambar 1.15 Rangkaian Gerbang Logika untuk Alarm Proses

3. Jelaskan perbedaan dan persamaan dari relay dan contactor!

Perbedaan:

Secara fisik dan kasat mata, contactor memiliki ukuran yang lebih besar daripada

relay.

Biasanya contactor digunakan untuk salah satu material atau alat bantu untuk sistem

motor induksi 3 fasa. Sedangkan relay digunakan untuk salah satu material atau alat

bantu untuk sistem control (PLC).

Persamaan:

Contactor dan relay sama-sama dilengkapi dengan normally open dan normally

closed.

Contactor dan relay sama-sama memilik coil yang apabila dialiri arus listrik akan

menimbulkan medan magnet.

4. Jelaskan syarat-syarat atau kriteria relay yang baik dan aplikasi relay pada kehidupan

sehari-hari!

Syarat-syarat atau kriteria relay yang baik:

Cepat Beraksi


0

1

00 01 11 10ABC

C

A

B


Relay harus cepat bereaksi/bekerja bila sistem mengalami gangguan atau kerja

abnormal.

Selektif

Kecermatan pemilihan dalam mengadakan pengamana, dalam hal ini menyangkut

koordinasi pengamanan dari sistem keseluruhan.

Peka/Sensitif

Relay harus dapat bekerja dengan kepekaan yang tinggi, yaitu harus cukup sensitif

terhadap gangguan didaerahnya meskipun gangguan tersebut minimum.

Handal/Reliability

Kehandalan relay dikatakan cukup baik bila mempunyai harga 90 s/d 99%.

Aplikasi relay pada kehidupan sehari-hari:

Lampu motor agar lebih terang

Lampu motor yang redup bisa disebabkan bertambah besarnya tahanan dalam

rangkaian lampu kepala. Hal tersebut bisa diakali dengan menggunakan relay.

Prinsipnya arus listrik dari baterai langsung dialirkan ke lampu kepala melalui

terminal 30 dan 87 pada relay. Sedangkan arus listrik yang mengalir melalui

rangkaian hanya digunakan untuk menghidupkan elektromagnetik relay pada

terminal 85 dan 86. Secara detailnya bisa dilihat di cara memasang relay pada lampu

motor agar lebih terang.

Kunci pengaman sepeda motor

Untuk membuat kunci pengaman bisa dilakukan dengan menggunakan sebuah relay.

Prinsipnya relay tersebut digunakan untuk saklar yang memutus dan

menghubungkan arus listrik menuju koil. Untuk cara membuatnya bsia dilihat pada

rangkaian kunci pengaman sepeda motor.

Lemari es

Pada saat motor kompresor mulai bekerja, arus listrik mengalir ke kumparan utama

(run winding). Torsi yang ditimbulkan oleh induksi kumparan utama ini tidak cukup

untuk menggerakkan kompresor. Untuk memperbesa rtorsi saat kompresor mulai

bekerja (starting torque) maka motor membutuhkan bantuan tenaga yang didapatkan

dengan cara mengalirkan arus listrik ke kumparan bantu (auxiliary winding) pada

motor. Setelah putaran motor mencapai ±75% dari putaran maksimumnya, motor

tidak lagi memerlukan tambahan torsi, sehingga torsi tambahan bisa dilepas atau

diputus. Untuk memutus aliran arus listrik ke kumparan bantu (auxiliary winding)

digunakan sebuah komponen pemutus arusyang dinamakan starting relay.



Pompa air otomatis

Pada pompa air otomatis, relay digunakan untuk mengaktifkan pompa dan

mematikan pompa sesuai dengan kondisi level air pada tandon. Saat tandon pada

level rendah relay akan close sehingga mengaktifkan pompa. Saat tandon pada level

tinggi relay akan open kembali sesuai kondisi awal yaitu Normally Open (NO).

5. Jelaskan minimal 3 aplikasi rangkaian self holding dalam kehidupan sehari-hari!

Pintu gerbang otomatis

Cara kerjanya adalah sebagai berikut.

Mobil masuk garasi

Saat mobil berada di depan garasi, mobil menghalangi cahaya dioda sinar laser 1dan

2 yang diarahkan mengenai sensor LDR 1 dan LDR 2. Bersamaan dengan turunnya

nilai resistansi LDR 1 dan LDR 2, maka akan memicu relai untuk memberikan sinyal

masukan pada PLC untuk menaikkan pintu sampai limit switch batas atas terpicu.

Saat mobil bergerak masuk dan tepat berada dibawah pintu, mobil akan

mengaktifkan sensor 3 yang berada di dekat pintu. Tetapi bekerjanya sensor ini

setelah mobil melewati area sensor 3. Setelah mobil melewati sensor 3 pintu akan

menutup sampai limit switch batas bawah.

Mobil keluar garasi

Saat mobil akan keluar dari garasi, mobil harus maju kedepan untuk mengaktifkan

sensor 4, setelah aktif sensor akan memberikan sinyal ke relay. Relay sensor akan

bekerja sehingga akan memberikan sinyal masukan ke PLC untuk membuka pintu.

Pintu terbuka sampai limit switch batas atas pintu. Saat mobil bergerak keluar dan

tepat berada dibawah pintu, mobil mengaktifkan sensor 3 yang berada di dekat pintu.

Dan bekerja seperti pada saat mobil masuk. Saat mobil keluar dan menghalangi

cahaya sensor 1 dan sensor 2, PLC tidak akan bekerja meskipun kedua sensor

memberikan sinyal masukan. Dan selanjutnya setelah mobil meninggalkan area

sensor 1 dan 2, kondisi kembali seperti semula.

Eskalator otomatis

Eskalator otomatis adalah eskalator yang secara otomatis akan ON ketika ada orang

yang akan menaikinya. Dan akan secara otomatis OFF jika dalam periode waktu

tertentu eskalator tidak mendeteksi adanya orang yang akan menaikinya.

Motor Starter

Prinsipnya adalah sebagai berikut:



o Tersedia satu buah push button Normally Open (NO) dan satu buah push

button Normally Closed (NC), yang digunakan untuk menyalakan (ON) dan

mematikan (OFF) sebuah motor.

o Push button Normally Open untuk menyalakan motor terhubung dengan alamat

PLC%I0.0.

o Push button Normally Closed untuk mematikan motor terhubung dengan

alamat PLC%I0.4.

o Motor terhubung dengan alamat PLC%Q0.0

o Ketika push button ON ditekan satu kali motor akan menyala terus. Untuk

mematikan motor, push button OFF ditekan satu kali.

VIII. APLIKASI DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Aplikasi sistem otomasi dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

a. Otomasi dalam produk (hasil industri)

Mobil

o Kendali peralatan (kaca jendela, tempat duduk, radio)

o Kendali motor (pengatur sirkulasi udara)

o ABS, brake-by-wire, steer-by-wire

o Kurang lebih 20% harga karena tambahan feature elektrik (meningkat 10% per

tahun)

Kendali avionics pesawat

o Kendali penerbangan, auto-pilot

o Manajemen penerbangan (jumlah penumpang, dll)

o Rekaman penerbangan (termasuk black box)

o File-by-wire (fixed route)

b. Otomasi dalam Manufaktur Fleksibel

Konveyor

Mesin CNC

Robot

Logistik

c. Otomasi dalam Pembangkit Listrik

Penyediaan bahan baku

Proses utama (tenaga uap, tenaga angin)



Keamaan personal, pabrik dan lingkungan sekitar

Dampak lingkungan

Proses pembangkitan (voltage dan frekuensi)

Distribusi energi

IX. ANALISA

IX.1 Laporan

Pada percobaan modul pertama ini, percobaan dibagi menjadi 5 bagian, yaitu percobaan

switch, percobaan push button, percobaan relay, gerbang logika dan percobaan self holding.

Jenis arus yang digunakan untuk semua percobaan adalah arus DC, karena rangkaian yang

dibuat hanya sederhana dan jika menggunakan AC arus dan tegangan yang dihasilkan akan

lebih besar, sehingga dapat menyebabkan lampu pecah. Perlu diingat pula bahwa arus listrik

selalu mengalir dari kutub positif ke kutub negatif.

Pada percobaan switch, ketika switch dalam posisi ON, besar hambatan yang dihasilkan

adalah 15,6 ohm dan kondisi lampu menyala. Hal ini disebabkan karena saat switch dalam

posisi ON, maka kondisi switch adalah closed, yaitu kedua lempeng kontak bersentuhan dan

arus listrik dapat mengalir dari satu lempeng ke lempeng yang lain. Sedangkan ketika switch

dalam posisi OFF, besar hambatan yang dihasilkan adalah 0 ohm dan kondisi lampu mati. Hal

ini disebabkan karena saat switch dalam posisi OFF, kondisi switch adalah open, yaitu kedua

lempeng kontak terpisah sehingga tidak dapat melewatkan arus.

Pada percobaan push button, praktikan menggunakan dua jenis push button, yaitu push

button normally open (NO) dan push button normally closed (NC). Ketika push button NO

tidak ditekan, besar hambatan yang dihasilkan adalah 0 ohm dan kondisi lampu mati. Hal ini

disebabkan karena pada kondisi ini push button mengalami kondisi awal, yaitu kedua

lempeng kontak dalam keadaan open sehingga tidak dapat melewatkan arus listrik. Sedangkan

ketika push button NO ditekan, besar hambatan yang dihasilkan adalah 6,5 ohm dan kondisi

lampu menyala. Hal ini disebabkan karena dalam kondisi ini kedua lempeng kontak dalam

keadaan closed sehinngga dapat melewatkan arus listrik. Kemudian ketika push button NC

tidak ditekan, maka besar hambatan yang dihasilkan adalah sebesar 2,7 ohm dan kondisi

lampu menyala. Hal ini disebabkan karena pada push button NC, kondisi awal (saat tidak

ditekan) kedua lempeng kontak dalam keadaan closed sehingga dapat melewatkan arus listrik.

Begitu pula sebaliknya, pada saat push button NC ditekan maka lempeng kontak akan dalam



keadaan open dan tidak dapat melewati arus listrik, sehingga hambatan yang dihasilkan

adalah 0 ohm dan kondisi lampu mati.

Selanjutnya pada percobaan relay, jenis push button yang digunakan adalah dua jenis,

yaitu pust button normally open (NO) dan push button normally closed (NC). Begitu pula

dengan kontak relay. Praktikan juga menggunakan dua jenis kontak relay yaitu kontak relay

normally open (NO) dan kontak relay normally closed (NC). Pada saat menggunakan kontak

relay NO dan push button NO tidak ditekan, maka besar hambatan yang dihasilkan adalah 0

ohm dan kondisi lampu mati. Sedangkan saat push button NO ditekan, maka hambatan yang

dihasilkan adalah 0,4 ohm dan kondisi lampu menyala. Ketika menggunakan kontak relay NC

dan push button NO ditekan, maka besar hambatan yang dihasilkan adalah 0,3 ohm dan

kondisi lampu menyala. Sedangkan ketika push button NC ditekan, maka besar hambatan

yang dihasilkan adalah 0 ohm dan lampu dalam kondisi mati. Hal ini disebabkan karena

kontak NO akan menyambungkan rangkaian pada saat relay diaktifkan dan sebaliknya akan

memutuskan rangkaian pada saat relay tidak aktif. Kontak NO disebut juga Form A atau

make-contact. Kemudian ketika menggunakan kontak relay NO dan push button NC tidak

ditekan, maka hambatan yang dihasilkan adalah 1,4 ohm dan lampu dalam kondisi menyala.

Sedangkan ketika push button NC ditekan, maka hambatan yang dihasilkan adalah sebesar 0

ohm dan lampu dalam kondisi mati. Setelah itu ketika menggunakan kontak relay NC dan

push button NC tidak ditekan, maka hambatan yang dihasilkan adalah 0 ohm dan lampu

dalam kondisi mati. Sedangkan ketika push button NC ditekan, maka hambatan yang

dihasilkan adalah sebesar 0,4 ohm dan lampu dalam kondisi menyala. Hal ini disebabkan

karena kontak NC memutuskan rangkaian pada saat relay diaktifkan dan sebaliknya

menyambungkan rangkain pada saat relay tidak aktif. Kontak NC disebut juga Form B atau

break-contact.

Kemudian percobaan selanjutnya adalah membuat rangkaian gerbang logika. Praktikan

membuat empat jenis rangkaian gerbang logika, yaitu rangkaian gerbang logika AND,

NAND, OR, NOR dan NOT. Pada rangkaian AND, output (lampu) tidak dapat menyala

ketika relay tidak aktif dan push button tidak ditekan, relay tidak aktif namun push button

ditekan, ataupun ketika relay aktif tetapi push button tidak ditekan. Output hanya dapat

menyala ketika relay diaktifkan dan push button ditekan. Selanjutnya percobaan yang

dilakukan adalah rangkaian NAND. Rangkaian NAND adalah kebalikan dari rangkaian AND.

Disebut demikian karena pada rangkaian NAND, output dapat menyala ketika relay tidak

aktif dan push button tidak ditekan, relay tidak aktif namun push button ditekan, ataupun

ketika relay aktif tetapi push button tidak ditekan. Output hanya tidak dapat menyala ketika



relay diaktifkan dan push button ditekan secara bersamaan. Selanjutnya adalah rangkaian OR.

Pada rangkaian OR, output dapat menyala ketika relay tidak aktif namun push button ditekan,

relay aktif tetapi push button tidak ditekan, ataupun ketika relay diaktifkan dan push button

ditekan secara bersamaan. Output hanya tidak dapat menyala ketika relay tidak diaktifkan dan

push button tidak ditekan. Kemudian rangkaian berikutnya adalah rangkaian NOR. Rangkaian

NOR adalah kebalikan dari rangkaian OR. Disebut demikian karena pada rangkaian OR,

output hanya dapat menyala ketika relay tidak diaktifkan dan push button tidak ditekan.

Sedangkan ketika relay tidak aktif namun push button ditekan, relay aktif tetapi push button

tidak ditekan, ataupun ketika relay diaktifkan dan push button ditekan secara bersamaan,

output tidak dapat menyala. Kemudian rangkaian gerbang logika terakhir adalah rangkaian

gerbang logika NOT. Pada rangkaian ini, ketika relay tidak diaktifkan, maka relay akan aktif.

Dan sebaliknya ketika relay aktif, maka relay akan menjadi tidak aktif. Begitupun yang terjadi

pada push button. Jika push button ditekan, justru akan membuat fungsi push button seperti

tidak ditekan. Dan sebaliknya jika push button tidak ditekan, justru akan membuat fungsi

push button seperti ditekan.

Percobaan yang terakhir adalah percobaan self holding. Rangkaian logika self holding

dilakukan dengan menserikan dua buah push button (push button NO dan NC) yang

kemudian diparalelkan dengan relay NO. Pada saat push button NO ditekan, maka output

(lampu) akan menyala dan ketika push button NO dilepas output akan tetap menyala. Output

baru akan mati ketika push button NC ditekan.

IX.2 Jurnal

Jurnal berjudul “Alat Bantu Pengajaran Interaktif Teknik Digital Berbasis Web” yang

dibuat oleh Riandini dan Mera Kartika Delimayanti cukup menarik. Jurnal ini membahas

tentang perancangan suatu rangkaian logika untuk memudahkan para mahasiswa teknik

elektro agar pembelajaran yang mereka lakukan dapat menjadi lebih menarik, mudah

dipahami, dan interaktif bagi mahasiswa tersebut.

Dalam abstrak, jurnal ini menyebutkan bahwa Karnaugh Map (K-map) yang berfungsi

untuk menyederhanakan persamaan logika padasuatu rangkaian logika merupakan sub-materi

wajib pada MK-Teknik Digital di jurusan TE-PNJ, tetapi proses belajar mengajar yang

dilakukan masih manual. Hasil dari penelitian ini adalah suatu perangkat lunak berbasis web

yang digunakan sebagai alat bantu ajar K-map yang interaktif. Tujuan utama alat bantu ini

adalah agar proses belajar mengajar menjadi lebih menarik, mudah dipahami, dan interaktif

bagi mahasiswa. Perangkat lunak direalisasikan dengan menggunakan pemrograman berbasis

web sehingga sifatnya open source (tidak membutuhkan lisensi). Aplikasi K-map yang dibuat



dapat melakukan penyederhanaan rangkaian logika dengan jumlah input 2 sampai 4 variabel

serta ditambah dengan kondisi don’t care. Selain itu perangkat lunak tersebut dapat

menampilkan baik persamaan logika input dan output serta jumlah gerbang-gerbang logika

dasar (AND, OR dan NOT) yang terdapat pada masing-masing persamaan logika tersebut.

Kelebihan dari jurnal ini salah satunya adalah penulis mennyajikannya dengan cukup

lengkap. Dalam jurnal ini, penulis menjelaskan kata kunci penelitiannya secara lengkap dan

jelas, yaitu K-map, input variabel, kondisi don’t care dan gerbang logika. Selain itu, penulis

juga menyajikan gambar-gambar hasil tampilan (screenshot) pengembangan perangkat lunak

"Karnaugh Map Explorer 1.0a". Kelebihan lainnya, penulis juga menjelaskan cara-cara

penggunaan software tersebut.

Kekurangan dari jurnal ini adalah penulis tidak menjelaskan tentang alat bantu ajar

interaktif teknik digital lainnya yang sudah lebih dahulu berkembang sehingga pembaca tidak

dapat membandingkan alat bantu ajar interaktif teknik digital dengan aplikasi k-map berbasis

web ini dengan alat bantu ajar interaktif lainnya. Selain itu, penulis juga tidak menyebutkan

secara lengkap kelebihan dan kekurangan dari aplikasi ini, juga kelebihan dan kekurangan

mengajar menggunakan aplikasi tersebut.

Saran yang dapat saya sampaikan untuk penulis adalah untuk selanjutnya alangkah

baiknya jika suatu jurnal menampilkan juga hal-hal yang menjadi pembanding dari apa yang

sedang diteliti tersebut sehingga pembaca dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan dari

hal yang sedang diteliti. Selain itu dalam menulis jurnal sebaiknya menggunakan bahasa yang

mudah dimengerti karena jurnal seperti ini akan dibaca oleh umum, bukan hanya oleh

mahasiswa atau para pengajar teknik elektro.

X. DAFTAR PUSTAKA

Yodaime, Ade. 2012. Otomasi Idustri. (on-line).

http://yodaimeade.blogspot.co.id/2012/11/otomasi-industri.html. (diakses tanggal 16

September 2015)

Herman. 2013. Aplikasi Gerbang Logika Sebagai Pengontrol Suhu Ruang. (on-line).

http://gaptechkology.blogspot.co.id/2013/04/aplikasi-gerbang-logika-sebagai.html.

(diakses tanggal 16 September 2015)

Sumarno, Edi. 2015. Aljabar Boolean dan Penggunaan Gerbang Logika. (on-line).

http://www.academia.edu/7714879/aljabar-boolean-dan-penggunaan-gerbang-logika

(diakses tanggal 16 September 2015)


http://www.academia.edu/7714879/aljabar-boolean-dan-penggunaan-gerbang-logika

http://gaptechkology.blogspot.co.id/2013/04/aplikasi-gerbang-logika-sebagai.html

http://yodaimeade.blogspot.co.id/2012/11/otomasi-industri.html


Belton, D. 1998. Karnaugh Map. (on-line).

http://www.ee.surrey.ac.uk/Projects/Labview/minimisation/karnaugh.html. (diakses

tanggal 16 September 2015)

XI. LAMPIRAN

Jurnal (halaman berikutnya)


http://www.ee.surrey.ac.uk/Projects/Labview/minimisation/karnaugh.html

Documents

Laporan Praktikum Pengantar Otomasi