UNIVERSITAS BINA NUSANTARA
Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil tahun 2006/2007
PENGAPLIKASIAN IC AT89S52 DALAM PERANCANGAN PLC
Suyong Mursalim
0300459936
Abstrak Saat ini PLC sangat berguna untuk mempermudah dalam pengontrolan di industri. Tujuan pembuatan skripsi ini adalah untuk merancang alat PLC dengan menggunakan IC AT 89S52, yang mudah digunakan dan tidak memerlukan pneumatic untuk menggerakkannya sehingga bisa melakukan eksperimen di rumah. Metode yang digunakan dalam pembuatan skripsi ini adalah metode Analisis, metode Perancangan dan metode pengumpulan data. Metode analisis dilakukan dengan menganalisis informasi tentang PLC dengan berbagai cara. Metode perancangan dilakukan dengan perancangan perangkat keras dan lunak. Metode pengumpulan data dilakukan dengan mengumpulkan data melalui berbagai cara. Hasil yang diperoleh dalam skripsi PLC ini berupa alat PLC yang menggunakan IC AT89S52 sebagai sentral kontrol unitnya yang mempunyai modul masukan dan modul keluaran yang berbeda dengan lab praktikum yang ada pada Univ Binus, dimana tidak memerlukan pneumatic untuk menggerakkannya dan mudah digunakan sehingga bisa di coba di rumah sendiri. Dan dalam skripsi PLC untuk pengontrolan relai-relai secara teratur yang bisa mengendalikan lampu, motor dc dan buzzer secara otomatisasi dari input2 sensor yang ada, sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai. Jadi dapat disimpulkan Perancangan PLC ini bisa mengontrol alat – alat sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai dalam industri dan mudah digunakan karena alatnya praktis dan tidak menggunakan peneumatic sebagai penggeraknya Kata Kunci PLC, Pengontrolan secara otomatisasi, relai, praktis dan mudah digunakan. iv
PRAKATA
Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan anugerah-Nya yang telah membimbing dan menguatkan saya sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “ PENGAPLIKASIAN IC AT89S52 DALAM PERANCANGAN PLC ”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk melengkapi studi Strata-1 (S1) pada jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara, Jakarta. Selama penulisan skripsi, banyak bantuan dan dukungan moral yang telah penulis terima dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini kami ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Alamarhum Ibu Dr. Th. Widia Soerjaningsih, selaku Rektor Universitas Bina Nusantara sampai tahun 2005. yang sebelumnya telah sangat membantu serta sebagai inspirasi dan semangat dalam menyelesaikan skrispsi. 2. Bapak
Wiedjaja, S. Kom, selaku Ketua Jurusan Sistem Komputer yang telah
memberikan kepercayaan dan kesempatan kepada penulis. 3. Bapak Robby, S. Kom., MT selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan kepada penulis. 4. Bapak DR Suryadi Putra Liawatimena, selaku dosen aplikasi Mikro yang sangat membantu dalam penyelesaian skripsi ini. 5. Almarhum mama tercinta yang sebelumnya telah memberi dorongan moril dan semangat selama penyusunan skripsi ini. 6. Para Dosen Universitas Bina Nusantara yang telah mengajar saya sejak saya mulai menimba ilmu di kampus ini. v
7. Bapak Jusuf Bintoro, Drs, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan saran dalam penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik serta saran yang membangun dari pembaca sangat dibutuhkan agar dapat membuat skripsi ini lebih baik. Akhir kata, penulis merasa sangat bersyukur apabila skripsi ini dapat berguna bagi kepentingan orang banyak. Semoga hasil karya ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan memberikan sumbangsih kepada almamater dalam membangun manusia Indonesia seutuhnya. Terima Kasih.
Jakarta, 7 April 2007
Penulis
vi
DAFTAR ISI
Halaman Judul Luar
i
Halaman Judul Dalam
ii
Halaman Persetujuan HardCover
iii
Abstrak
iv
Prakata
v
Daftar Isi
vii
Daftar Tabel
xii
Daftar Gambar
xiv
Daftar Lampiran
BAB 1
xviii
PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
1
1.2
Ruang Lingkup
3
1.3
Tujuan dan Manfaat
4
1.4
Metodologi
4
1.4.1
Metode Analisis
4
1.4.2
Metode Perancangan
5
1.4.3
Metode pengumpulan data
5
1.5
Sistematika Penulisan
6
vii
BAB 2
LANDASAN TEORI 2.1
Sejarah Teknologi PLC
7
2.2
Latar Belakang Pemakaian PLC
7
2.2.1
Kelebihan dan kekurangan PLC
8
2.2.2
Pengertian PLC
11
2.2.3 Teori Dasar PLC
12
2.3
Perbedaan PLC dengan computer
13
2.4
Sistem PLC
14
2.4.1
Cara kerja sistem PLC
17
2.4.2
Penyusunan sistem PLC
19
2.4.2.1
Mikrokontroler
19
2.4.2.2
Memori
21
2.4.2.3
Programmer atau monitor
24
2.4.2.4 I/O MODULES (INTERFACES)
25
2.4.2.4.1 Modul Input
25
2.4.2.4.2 Modul output
27
2.4.2.5 Besaran Tegangan I/O
28
2.4.2.6 Jenis-jenis I/O
28
2.5
Logic Function Chart
32
2.6
IC AT8952 Dan PIN Konfigurasi
33
2.6.1
Fitur-fitur dari IC AT89S52
viii
35
2.6.2 FUNGSI DAN PENJELASAN - PENJELASAN SETIAP KAKI PIN DAN DESKRIPSI IC AT 89S52 2.6.3 Konfigurasi PIN ISP IC AT89S52
38 57
2.7
RS 232 dan PIN Konfigurasi
60
2.8
IC ULN 2803 dan PIN Konfigurasi
68
2.9
Optoisolator 4N25 dan PIN Konfigurasi
69
2.10
Teori, Arti dan Pengertian Optocoupler
70
2.11
Relay
78
2.12
2.11.1
Teori Relay
78
2.11.2
Teori Histeresis Dalam Sebuah Relay
85
Program LadderWork
86
2.12.1
Sejarah LadderWork
86
2.12.2
Teori Singkat dan Penjelasan Program LadderWork
86
2.12.3 Pengertian dan hubungan-hubungan dalam Program LadderWork
BAB 3
88
PERANCANGAN SISTEM 3.1
Rancangan perangkat keras PLC
106
3.1.1. Cara kerja dari PLC dengan menggunakan IC AT89S52
107
3.1.2. Modul masukan dan keluaran PLC
108
3.1.2.1 Modul Input ix
109
3.1.2.2 Modul Output
110
3.1.3. ISP (In System programming)
111
3.1.4. langkah-langkah menjalankan PLC
113
3.1.5. IC AT 89S52
116
3.1.6. Optoisolator
119
3.1.7. IC Motor ULN 2803
120
3.1.8 Relai
121
3.2
Rancangan perangkat lunak
122
3.2.1
Fungsi – fungsi logika
122
3.2.2
Aljabar Boolean
125
3.2.3 Perancangan Ladder Diagram Dengan Program Ladder Work
BAB 4
127
3.3
Analisis program
140
3.4
Rancang Bangun
148
IMPLEMENTASI DAN EVALUASI 4.1
Spesifikasi Sistem
150
4.1.1
150
Perangkat Keras 4.1.1.1 Spesifikasi Perancangan PLC 8 bit input dan output 4.1.1.2 Spesifikasi Sistem PLC Secara Keseluruhan
150
Perangkat Lunak
151
Prosedure Pengoperasian Sistem
151
4.1.2 4.2
150
x
BAB 5
4.3
Daftar komponen yang digunakan
153
4.4
Pengukuran dan Evaluasi kinerja PLC
154
4.5
Kelemahan dan kelebihan dari PLC yang dibuat pada skripsi 161
KESIMPULAN DAN SARAN 5.1
Kesimpulan
162
5.2
Saran
164
DAFTAR PUSTAKA
165
RIWAYAT HIDUP
166
LAMPIRAN-LAMPIRAN
L1 – L108
xi
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 PIN Port 1
39
Tabel 2.2 PIN Port 3
40
Tabel 2.3 T2CON-Timer / Counter 2 Control Register
44
Tabel 2.4 AUXR: Auxiliary Register
45
Tabel 2.5 AUX R1 : Auxiliary Register 1
45
Tabel 2.6 Interrupt Enable (IE) register
53
Tabel 2.7 Mode Power Down
56
Tabel 2.8 karakteristik tegangan DC
59
Tabel 2.9 DB9 Cable Connections Commonly Used for EIA/TIAE-232E and V.24 Asynchronous Interfaces
61
Tabel 2.10 PIN DESCRIPTIONS RS 232
62
Tabel 3.1 Spesifikasi I/O
109
Tabel 3.2 Deskripsi pin out DB 25
115
Tabel 3.3
ladder diagram 2
129
Tabel 3.4
ladder diagram 3
130
Tabel 3.5
ladder diagram 4
131
Tabel 3.6
ladder diagram 5
132
Tabel 3.7.1 Penyederhana Peta K 1
133
Tabel 3.7.2 Penyederhana Peta K 2
134
Tabel 3.7.3 Penyederhana Peta K 3
134 xii
Tabel 4.1 Tegangan – tegangan pada percobaan ladder diagram 2
156
Tabel 4.2 Tegangan – tegangan pada percobaan ladder diagram 3
157
Tabel 4.3 Tegangan – tegangan pada percobaan ladder diagram 4
158
Tabel 4.4 Tegangan – tegangan pada percobaan ladder diagram 5
159
xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1
Data processing dan process control computer
13
Gambar 2.2
Diagram keseluruhan system PLC
14
Gambar 2.3
Blok Diagram CCU
16
Gambar 2.4
Sistem kerja diagram blok PLC
17
Gambar 2.5
Susunan Sistem PLC
19
Gambar 2.6
PLC Input Module layout
26
Gambar 2.7.
PLC Output Module layout
27
Gambar 2.8.
Saklar
29
Gambar 2.9.
Diagram Konfigurasi PIN AT89S52
33
Gambar 2.10. Diagram blok AT89S52
34
Gambar 2.11. Timer capture mode
51
Gambar 2.12. Interrupt
52
Gambar 2.13 Hubungan-hubungan Osilator
54
Gambar 2.14 Konfigurasi eksternal clock drive
55
Gambar 2.15 Penyinaran memori dengan mode serial ISP
58
Gambar 2.16 Data mode serial ISP dalam bentuk gelombang
58
Gambar 2.17 Konfigurasi PIN RS 232
60
Gambar 2.18 Diagram fungsional
60
Gambar 2.19 gambar fisik RS 232 DB 9
61
Gambar 2.20 Receiver output enable and disable timing
63
xiv
Gambar 2.21 Dual Charge Pump
64
Gambar 2.22 Transmitter and Slew rate definition
65
Gambar 2.23 Receiver dan Propagation delay definition
66
Gambar 2.24 PIN and Schematic Circuit ULN 2803
68
Gambar 2.25 Optoisolator IC 4N25 dan PIN Konfigurasi
69
Gambar 2.26 Skematik dan Rangkaian Uji Opto coupler IC 4N25
69
Gambar 2.27 Konstruksi Fisik Optocoupler
71
Gambar 2.28 Diagram Skema Optoisolator
71
Gambar 2.29 Konfigurasi Diagram Blok Optocoupler
75
Gambar 2.30 Karekteristik Dioda LED
76
Gambar 2.31. Rangkaian Sederhana dengan Menggunakan Opto 4N25
77
Gambar.2.32. Solid State Relay
79
Gambar 2.33. Jenis – jenis Pole dan Throw dalam sebuah Relay
80
Gambar 2.34. Sebuah dioda pelindung pada sebuah relay.
82
Gambar.2.35. Sirkuit simbol dalam hubungan – hubungan Relay
83
Gambar 2.36. IDE LadderWork
90
Gambar.2.37. IDE LadderWork dengan keadaan awal
91
Gambar 2.38. gambar Ladder Work dalam keadaan sedang beroperasi
92
Gambar 2.39. IDE ToolBar LadderWork
93
Gambar 3.40. Menu File
94
Gambar 3.41. Menu Edit
95
Gambar 3.42. Menu BUILD
97
Gambar 3.43. Status Compile dengan tanpa kesalahan
97
xv
Gambar 3.44. Status Compile dengan kesalahan
97
Gambar 2.45. Menu Upload
98
Gambar 2.46. Menu View
99
Gambar 2.47. Pilihan-pilihan dari sub menu Toolbar
99
Gambar 2.48. Menu Zoom
101
Gambar 2.49. Menu Options
102
Gambar 2.50. Sub Menu Compiler
102
Gambar 2.51 Tempat penyimpanan komponen-komponen
105
Gambar 3.1
Blok Diagram Sistem
106
Gambar 3.2
Diagram schematic PLC
107
Gambar 3.3
saklar
109
Gambar 3.4
Pemrograman mode serial ISP
112
Gambar 3.5
fisik pin mode DB 25
114
Gambar 3.6
IC AT 89S52
116
Gambar 3.7. hubungan-hubungan Osilator
117
Gambar 3.8. konfigurasi eksternal clock drive
118
Gambar 3.9
119
Optocoupler
Gambar 3.10 IC Motor ULN 2803
120
Gambar 3.11 Relai
121
Gambar 3.12. Ladder Diagram ( LDR )
122
Gambar 3.13. Ladder diagram 1 dan Fungtion chartnya
127
Gambar 3.14. Ladder diagram 2
128
Gambar 3.15. Ladder diagram 3 (XOR) dan Fungtion chartnya
129
xvi
Gambar 3.16. Ladder diagram 4 dan fungtion chartnya
130
Gambar 3.17. Representasi diagram ladder PLC dari tabel kebenaran
132
Gambar 3.18 Ladder diagram PLC dengan menggunakan Timer
136
Gambar 3.19. Ladder diagram PLC dengan menggunakan counter.
139
Gambar 3.20. Ladder Diagram ( LDR )
140
Gambar 3.21. Hubungan-hubungan komputer dengan Alat PLC dan plant.
148
Gambar 3.22. Sketsa lat PLC
149
Gambar 4.1. Ladder diagram 1
155
Gambar 4.2. Ladder diagram 2 (XOR)
156
Gambar 4.3. Ladder diagram 3 (XOR) dan Fungtion chartnya
157
Gambar 4.4 Representasi diagram ladder 4 PLC dari tabel kebenaran
158
xvii
DAFTAR LAMPIRAN Source Code Program
L-1
Gambar rangkaian perangkat keras dan fisik PLC beserta perangkat Lunak
L-8
Sensor input
L - 61
Data sheet komponen di alat PLC
L - 71
xviii
