TUGAS AKHIR

PERANCANGAN MINIATUR FOOTBONAUT

BERBASIS PLC

Disusun Oleh :

DWI HARTANTYO PRABOWO 451201945

ANDRIANTO SAPUTRO 451201962

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA

2017

i

PERANCANGAN MINIATUR FOOTBONAUT

BERBASIS PLC

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya Untuk Memenuhi

Persyaratan Penyelesaian Program S1 Teknik Elektro.

Oleh

Dwi Hartantyo Prabowo

NBI 451201945

Andrianto Saputro

NBI 451201962

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA

2017

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan Hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang

berjudul “Perancangan Miniatur Footbonaut Berbasis PLC” dengan baik sebagai

persyaratan akhir dari perkuliahan. Dan juga dimaksudkan untuk melatih dan

mengembangkan kemampuan akademik dan praktek secara tertulis maupun secara

lisan.

Dalam pembuatan laporan Tugas Akhir ini hingga terselesainya, penulis

banyak mendapat pengarahan, bimbingan serta bantuan dari berbagai pihak, untuk itu

penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua Orang Tua penulis yang selalu mendukung, memberi perhatian,

dorongan semangat, dan selalu mendoakan yang terbaik untuk penulis.

2. Dr. Ir. Muaffaq Achmad Jani, M.Eng. Selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya.

3. Ahmad Ridho’I, ST., MT. Selaku Kepala Jurusan Teknik Elektro Universitas

17 Agustus 1945 Surabaya.

4. Ir. Gatut Budiono, M.Sc. Selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang telah

banyak memberikan pengarahan dan bimbingan dalam menyelesaikan tugas

akhir ini.

v

5. Aris Heri Adriawan, ST., MT. Selaku Dosen Penguji 1 Tugas Akhir Teknik

Elektro Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya.

6. Puji Slamet, ST., MT. Selaku Dosen Penguji 2 Tugas Akhir Teknik Elektro

Universitas 17 Agustus 1945 Surabaya.

7. Bapak Supaad Selaku Coordinator 1 Jurusan Teknik Elektro Universitas 17

Agustus 1945 Surabaya.

8. Bapak Bagio Selaku Coordinator 2 Jurusan Teknik Elektro Universitas 17

Agustus 1945 Surabaya.

9. Semua Teman-Teman Teknik Elektro 2012 Terutama Kelas S Universitas 17

Agustus 1945 Surabaya.

10. Semua Pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas bantuan

untuk memotivasi dan penyemangat penulis dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

Mengingat keterbatasan ilmu dan refrensi, sehingga penulis mengharapkan

segala saran dan kritik demi perbaikan laporan ini. Namun penulis berharap semoga

skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.

Surabaya,

Penulis

Dwi Hartantyo Prabowo Dan Andrianto Saputro

ii

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS 17 AGUSTUS 1945 SURABAYA

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR

NAMA : DWI HARTANTYO PRABOWO

NBI : 451201945

NAMA : ANDRIANTO SAPUTRO

NBI : 451201962

JURUSAN : TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS : TEKNIK

JUDUL : PERANCANGAN MINIATUR FOOTBONAUT BERBASIS

PLC

Mengetahui / Menyetujui

Dosen Pembimbing

Ir.Gatut Budiono, M.Sc.

NPP. 20450.89.0181

Dekan Fakultas Teknik

Universitas 17 Agustus 1945

Surabaya

Dr. Ir. Muaffaq Achmad Jani, M.Eng

NPP. 20450.00.0515

Ketua Program Studi Teknik Elektro

Universitas 17 Agustus 1945

Surabaya

Ahmad Ridho’i, S.T., M.T.

NPP. 20450.95.0421

iii

SURAT PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR

Kami yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Dwi Hartantyo Prabowo

NBI : 451201945

Nama : Andrianto Saputro

NBI : 451201962

Dengan ini menyatakan bahwa tugas akhir yang kami buat untuk memenuhi

persyaratan kelulusan Sarjana Teknik Elektro Unversitas 17 Agustus 1945 Surabaya

dengan judul perancangan “Perancangan Miniatur Footbonaut Berbasis PLC” adalah

hasil karya kami sendiri dan bukan plagiasi/publikasi dari karya orang lain.

Selanjutnya apabila pada kemudian hari terbukti bahwa pernyataan kami tidak

benar, kami akan bertanggung jawab dan bersedia menerima sanksi sesuai dengan

hukum atau aturan yang berlaku.

Demikian surat pernyataan yang kami buat dengan sebenar-benarnya dan

dengan penuh tanggung jawab.

Surabaya,

Yang Menyatakan, Yang Menyatakan,

(Dwi Hartantyo Prabowo) (Andrianto Saputro)

451201945 451201962

x

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................. ii

PERNYATAAN KEASLIAN ............................................................................. iii

KATA PENGANTAR ......................................................................................... iv

ABSTRAK ........................................................................................................... vi

ABSTRACT ....................................................................................................... viii

DAFTAR ISI ......................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ........................................................................................... xviii

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................. 1

1.1. Latar Belakang .............................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah .......................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ............................................................................ 4

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................... 4

1.5. Manfaat Penulisan .......................................................................... 4

1.6. Sistematika Penulisan .................................................................... 5

BAB II LANDASAN TEORI ............................................................................ 7

2.1. Sejarah Konsep .............................................................................. 7

2.1.1. Plc (Programmable Logic Control) .................................... 8

xi

2.1.2. Prinsip Kerja Plc ................................................................ 9

2.1.3. Intruksi Dasar Pemrograman ........................................... 10

2.1.3.1. Fungsi Difu (13) Dan Divd (14) ....................... 10

2.1.3.2. Sr(Special Relai) Area ...................................... 11

2.1.3.3. Perbandingan Data ............................................ 12

2.1.3.4. Penghematan Menggunakan Intruksi Cmp (20) 13

2.1.3.5. Indikasi Selama Waktu Operasi ........................ 14

2.2. Komponen-Komponen Plc ........................................................... 17

2.2.1. Unit Pengolahan Pusat (Cpu Central Prosesing Unit) ..... 17

2.2.2. Memory ............................................................................ 17

2.2.3. Pemrograman Plc ............................................................. 18

2.2.4. Catu Daya ......................................................................... 19

2.2.5. Masukan-Masukan Plc ..................................................... 19

2.2.6. Keluaran-Keluaran Plc ..................................................... 20

2.2.6.1. Pengaturan Antarmuka Masukan ...................... 20

2.2.6.1. Pengaturan Antarmuka Keluaran ...................... 22

2.2.7. Jalur Ekstensi Dan Tambahan .......................................... 22

2.2.7.1. Menghubungkan Piranti Masukan .................... 22

2.3. XINJE PLC XC3 Series XC3-32R-E .......................................... 23

2.3.1. Program Software ............................................................ 29

2.3.2. Human Machine Interface (Hmi) ..................................... 30

xii

2.4. Konsep Dasar Microcontroller ..................................................... 33

2.5. Arduino mega ............................................................................... 34

2.5.1. Fitur-Fitur Dari Microcontroller Arduinomega ............... 35

2.5.1.1. Pinout ................................................................ 35

2.5.1.2. Sirkuit Reset ...................................................... 35

2.5.1.3. Chip Atmega 8U2 ............................................. 35

2.5.1.4. Daya (Power) .................................................... 37

2.5.1.5. Memory ............................................................. 39

2.5.1.6. Input Dan Output .............................................. 39

2.5.1.7. Komunikasi ....................................................... 42

2.5.1.8. Perangkat Lunak (Ide Arduino) ........................ 43

2.5.1.9. Reset Otomatis .................................................. 46

2.5.1.10. Perlindungan Beban Berlebih Pada Usb ........... 47

BAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATAN ALAT ............................... 48

3.1. Diagram Blok ............................................................................... 48

3.2. Desain Gambar ............................................................................. 50

3.3. Langkah Pembuatan ..................................................................... 51

3.3.1. Akrilik .............................................................................. 51

3.3.2. Modul Conveyour ............................................................ 51

3.3.3. Mesin Pelontar ................................................................. 52

3.3.4. Desain Gawang ................................................................ 54

xiii

3.3.5. Sensor Photodiode ........................................................... 54

3.3.5.1. Prinsip Kerja Photodiode .................................. 56

3.3.6. Bluetooth Hc 05 ............................................................... 57

3.3.7. Lampu Led (Light Emitting Diode) ................................. 58

3.3.8. Buzzer .............................................................................. 60

3.3.9. Program Android ............................................................. 61

BAB IV PENGUJIAN ALAT DAN ANALISA ............................................... 63

4.1. Tujuan Pengujian ......................................................................... 63

4.2. Konsep Pengujian ........................................................................ 63

4.2.1. Koneksi Bluetooth ........................................................... 64

4.2.2. Program Android ............................................................. 64

4.2.3. Program Plc ...................................................................... 68

4.2.4. Program Microcontroller .................................................. 70

4.2.5. Sensor Photodiode ........................................................... 73

4.2.6. Conveyour ........................................................................ 74

4.2.7. Mesin Pelontar ................................................................. 75

4.2.8. Kemampuan Plc Dan Microcontroller ............................. 76

4.3. Analisa Data ................................................................................. 76

4.3.1. Hasil Pengujian Alat ........................................................ 77

4.3.2. Tabel Hasil Pengujian Alat .............................................. 78

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................... 79

xiv

5.1. Kesimpulan .................................................................................. 79

5.2. Saran ............................................................................................ 80

DAFTAR PUSTAKA ......................................................................................... 81

LAMPIRAN-LAMPIRAN ................................................................................ 82

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Blok Diagram Perangkat Keras PLC ................................................ 9

Gambar 2.2. Diagram Blok Prinsip Kerja PLC ..................................................... 9

Gambar 2.3. Symbol Intruksi DIFU .................................................................... 10

Gambar 2.4. Compare-CMP (20) ......................................................................... 12

Gambar 2.5. Ladder Diagram Intruksi Compare Dengan Kontak Khusus .......... 14

Gambar 2.6. Symbol Clear Carry ......................................................................... 14

Gambar 2.7. Symbol BCD ADD-ADD(30) ......................................................... 15

Gambar 2.8. Ladder Diagram Inst. BCD ADD-ADD(30) ................................... 16

Gambar 2.9. Diagram Symbol BCD SUB(31) ..................................................... 16

Gambar 2.10. Rangkaian Antarmuka Masukan ................................................... 21

Gambar 2.11. Rangkaian Antarmuka Keluaran ................................................... 22

Gambar 2.12. XINJE PLC XC3 Series XC3-32R-E ............................................ 23

Gambar 2.13. Program Interface .......................................................................... 30

Gambar 2.14. Board Arduino Mega 2560 Tampak Depan .................................. 36

Gambar 2.15. Pemetaan Pin Atmega 2560 .......................................................... 37

Gambar 2.16. Tampilan Sketch Di Arduino Ide .................................................. 45

Gambar 3.1. Diagram Blok .................................................................................. 48

Gambar 3.2. Flowchat Penelitian ......................................................................... 49

Gambar 3.3. Ilustrasi Prototype Footbonaut ........................................................ 50

xvi

Gambar 3.4. Rancangan Dari Akrilik .................................................................. 51

Gambar 3.5. Motor Flying DC 12 V .................................................................... 52

Gambar 3.6. Desain Conveyour ........................................................................... 52

Gambar 3.7. Desain Mesin Pelontar .................................................................... 53

Gambar 3.8. Keluaran Bola .................................................................................. 53

Gambar 3.9. Desain Gawamg .............................................................................. 54

Gambar 3.10. Sensor Diode Foto (Photodiode) ................................................... 55

Gambar 3.11. Letak Sensor Photodiode ............................................................... 57

Gambar 3.12. Modul Bluetooth HC 05 ................................................................ 57

Gambar 3.13. Electron Lampu LED .................................................................... 58

Gambar 3.14. Lampu LED ................................................................................... 59

Gambar 3.15. Polaritas LED ................................................................................ 59

Gambar 3.16. Buzzer ........................................................................................... 61

Gambar 3.17 Program Aplikasi Android ............................................................. 62

Gambar 4.1. Diagram Blok Koneksi Bluetooth ................................................... 64

Gambar 4.2. Program Aplikasi Android .............................................................. 67

Gambar 4.3. Program PLC ................................................................................... 67

Gambar 4.4. Program Microcontroller ................................................................. 70

Gambar 4.5. Sensor Photodiode ........................................................................... 73

Ganbar 4.6. Conveyour ........................................................................................ 74

Gambar 4.7. Conveyour Berjalan ........................................................................ 74

xvii

Gambar 4.8. Mesin Pelontar Bola ........................................................................ 75

Gambar 4.9. Pengkabelan PLC Dan Microcontroller .......................................... 76

Gambar 4.10. Hasil Percobaan Aplikasi Android ................................................ 77

xviii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. CPU Unit List ..................................................................................... 24

Tabel 2.2. XC3 Series Model List ....................................................................... 26

Tabel 2.3. Performance And Specification .......................................................... 27

Tabel 2.4. Spesifikasi Dari Arduino Mega 250 .................................................... 36

Tabel 2.5. Tabel Pin Serial RX Dan TX .............................................................. 40

Tabel 2.6. Tabel Pin Eksternal Interupsi .............................................................. 40

Tabel 2.7. Tabel Pin SPI ...................................................................................... 41

Tabel 4.1. Hasil Percobaan .................................................................................. 78