BAB III
PERANCANGAN ALAT
3.1 Sistem Monitoring Secara umum sistem kerja alat monitoring mesin terdiri dari 3 blok sistem yakni blok input mesin, blok control dan blok output sistem. Dapat digambarkan dengan blok sistem sebagai berikut
POWER SUPPLY
INPUT Push Button Relay 24Vdc
OUTPUT
CONTROLLER Mikrokontroller Arduino Mega
Lampu Indicator Buzzer Opto & Relay 24 Vdc
Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Monitoring Blok Diagram sistem ini terdiri dari 3 kelompok, kelompok pertama merupakan blok Input yang terdiri dari push button dan relay 24 Vdc, kelompok kedua merupakan kontroler berupa Arduino Mega dan kelompok ketiga blok output yang terdiri dari lampu indicator, buzzer dan relay 24 Vdc.
26 http://digilib.mercubuana.ac.id/
27
Gambar 3.2 Rangkaian Sistem Monitoring Cara kerja keseluruhan sistem ini dimulai dari rangkaian catu daya sebagai power atau daya yang akan disalurkan sebagai nilai indikasi mesin. Tegangan yang dikeluarkan dari catu daya sebesar 24VDC yang dikirimkan ke blok inputan yang berupa push button. Blok inputan pada sistem monitoring ini terdiri dari push button dan juga relay 24 VDC. Relay 24 VDC merupakan indikasi untuk keadaan mesin ON atau OFF operation sedangkan Push button merupakan indikasi untuk kondisi mesin sedang mengalami kerusakan. Selanjutnya indikasi dari masing –masing inputan mesin ini akan dikirimkan ke arduino sebagai pusat pengaturan sistem. Di arduino data yang dikirmkan setiap inputan mesin akan diolah dan mengahsilkan outputan masing-masing sesuai pengaturan pada program arduino. Berikut gambar dari seluruh rangkaian sistem monitoring.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
28
Gambar 3.3 Perangkat sistem monitoring Pada sistem monitoring ini terdapat 3 kondisi atau status aktifitas aktif mesin yang dimonitoring, yakni Kondisi ON operasi, OFF operasi dan Maintenance atau mengalami kerusakan. Berikut penjelasan kerja sistem monitoring untuk setiap kondisi : 3.1.1. .1. Kondisi ON Operasi Pada kondisi ini, relay 24 VDC aktif atau contact point Normally Open berubah menjadi Normally Close sehingga power out 5VDC dari arduino dicontackan dan dikirimkan lagi ke pin inputan arduino sehingga pin inputan ini akan menerima logika high. Selanjutnya kondisi pin inputan high ini akan direspon oleh mikrokontroller arduino dan menghasilkan outputan untuk dikirimkan ke sensor optocopler 5VDC-24VDC. Pada sensor optocoupler ini outputan yang diterima dari arduino berupa nilai tegangan 5VDC.Tegangan ini akan dirubah oleh sensor optocoupler menjadi 24VDC untuk mencontackan relay 24VDC yang akan menyalakan lampu indicator untuk kondisi ON Operasi yakni lampu indicator warna hijau.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
29
3.1.2. Kondisi OFF Operasi Pada kondisi ini, relay 24 VDC tidak aktif atau contact point Normally Open tidak mengalami perubahan sehingga power out 5VDC dari arduino tidak dicontackan dan tidak ada nilai tegangan ke pin input arduino sehingga pin inputan ini akan menerima logika low. Selanjutnya kondisi pin inputan low ini akan direspon oleh mikrokontroller arduino dan menghasilkan outputan untuk dikirimkan ke sensor optocopler 5VDC-24VDC. Pada sensor optocoupler ini outputan yang diterima dari arduino berupa nilai tegangan 5VDC.Tegangan ini akan dirubah oleh sensor optocoupler menjadi 24VDC untuk mencontackan relay 24VDC yang akan menyalakan lampu indicator untuk kondisi OFF Operasi yakni lampu indicato rwarna kuning. 3.1.3.. Kondisi Maintenance Pada kondisi ini, push button yang ditekan akan mengirimka nnilai tegangan 24VDC dan akan mengontakan relay 24VDC. Relay aktif atau contact point nt Normally Open berubah menjadi Normally Close sehingga power out 5VDC dari arduino dicontackan dan dikirimkan lagi ke pin inputan arduino sehingga pin inputan ini akan menerima logika high. Selanjutnya kondisi pin inputan high ini akan direspo nole hmikrokontroller arduino dan menghasilkan outputan untuk dikirimkan ke sensor optocopler 5VDC-24VDC. Pada sensor optocoupler ini outputan yang diterima dari arduino berupa nilai tegangan 5VDC. Tegangan ini akan dirubah oleh sensor optocoupler menjadi 24VDC untuk mencontackan relay 24VDC yang akan menyalakan lampu indicator untuk kondisi Maintenace yakni lampu indicator warna merah.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
30
3.2 Tampilan sistem monitoring Berikut ini merupakan desain awal tampilan dari sistem monitoring mesin. 2
1
3
Gambar 3.4 Alat monitoring Keterangan gambar : 1 Lampu indicator Mesin operasi 2 Lampu indicator Mesin Off operasi 3 Lampu indicator Mesin maintenance Sistem monitoring ini berfungsi untuk melihat status aktifitas mesin dengan ditandai lampu indicator yang menyala, dengan sistem ini diharapkan ketika ada trouble dan masalah dapat dilakukan penanganan kerusakan dengan cepat. Pada alat ini didesain dengan panel monitoring ditandai dengan lampu indikator yang menunjukan status mesin dalam kondisi actual dilapangan.
Gambar 3.5 Panel Monitoring
http://digilib.mercubuana.ac.id/
31
Dari desain dan panel perangkat keras sistem monitoring secara keseluruhan meliputi beberapa rangkaian elektronika antara lain rangkaian catu daya, rangkaian push button dan relay input, rangkaian relay 24Vdc, rangkaian arduino, rangkaian optocoupler dan relay 24 Vdc, serta
rangkaian lampu
indicator. 3.2.1 Rangkaian Catu Daya
Gambar 3.6 Rangkaian Catu Daya. Rangkaian Catu Daya (power suplly) pada sistem monitoring ini berfungsi sebagai inputan atau indikasi yang akan dikirimkan ke mikrokontroler Arduino Mega dengan melalui relay sebagai trigger kondisi mesin dan juga sebagai daya cadangan apabila terjadi sesuatu yang tidak diinginkan,
Gambar 3.7 Catu Daya 24 Vdc
http://digilib.mercubuana.ac.id/
32
Rangkaian catu daya terdiri dari Transformator 1A, dioda bridge dan Capacitor. Output yang dihasilkan dari rangkaian catu daya ini 24 Volt dc. 3.2.2 Rangkaian Push Button dan Relay Input Rangkaian Push button pada sistem ini berfungsi sebagai inputan untuk status mesin dalam kondisi perbaikan dan relay 24 Vdc sebagai inputan ketika mesin dalam kondisi ON atau OFF.
Gambar 3.8 Rangkaian Push Button dan Relay
Relay ini mengikuti jalannya mesin ketika sedang welding atau menyambung ujung-ujung pelat agar membentuk pipa. Dengan jalannya mesin relay ini akan hidup dan dapat digunakan sebagai indikasi mesin On operasi atau Off operasi. Sehingga kondisi ini monitoring dapat sesuai dengan kondisi mesin di lapangan, sehingga didapatkan data yang actual untuk status mesin.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
33
3.2.3. Rangkaian Relay 24VDC
Gambar 3.9 Rangkaian Relay 24VDC Rangkaian relay 24VDC merupakan
lanjutan
dari blok inputan dari
mesin yang akan memberikan indikasi atau nilai input ke arduino sebagai blok controller. Rangkaian relay 24VDC berfungsi untuk memberikan nilai input ddari kondisi mesin dengan contact relay yang diambil dari relay dan push button yang berada di mesin. Untuk setiap mesin digunakan 2 buah relay 24 VDC dengan relay pertama untuk indikasi aktivitas mesin ON atau OFF Operation Operation. sedangkan relay kedua sebagai indikasi mesin mengalami kerusakaan atau breakd breakdown dan harus segera dilakukan perbaikan.
Gambar 3.10 Relay 24 Vdc (input)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
34
Relay 24 Vdc lanjutan dari indikasi mesin ini mengalirkan tegangan 5 Vdc dari Arduino dan akan dikirimkan kembali ke pin digital Arduino sebagai indikasi mesin. Ketika relay hidup maka tegangan 5 Vdc akan masuk ke pin digital Arduino dan terbaca logika High, sedangkan ketika relay mati maka tidak ada tegangan yang dialirkan ke pin digital Arduino dan dibaca logika Low. 3.2.4. Rangkaian Arduino
Gambar 3.11 Rangkaian Arduino Mega Rangkaian Arduino ini merupakan blok controller dengan microcontroller berupa module arduino mega. Fungsi dari rangkaian ini sebagai pusat controlling system monitoring dengan menerima sinyal inputan dari mesin yang akan diproses untuk menyajikan hasil atau output monitoring berupa indicator lamp, tampilan system monitoring dikomputer dan juga alarm sebagai sinyal suara ketika terjadi kerusakan pada mesin produksi.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
35
3.2.5 Rangkaian Optocoupler dan Relay 24VDC
Gambar 3.12 Rangkaian Optocoupler dan Relay 24VDC Rangakain ini merupakan blok outputan berupa optocoupler 5VDC24VDC dan Relay 24 VDC. Yang berfungsi untuk menerima sinyal dari arduino dan menyalakan indicator lamp sebagai indicator di panel utama system monitoring ini.
Gambar 3.13 Optocoupler dan Relay 24 Vdc (Output)
http://digilib.mercubuana.ac.id/
36
Rangakain ini bekerja ketika optocoupler mendapat outputan HIGH dari Arduino yang bernilai 5VDC yang selanjutnya akan mengontakkan point relay 24VDC dan menyalakan lampu indikator sesuai dengan kondisi di mesin produksi. Berikut gambar rangkaian optocoupler dan relay untuk satu mesin produksi pipa dengan 3 kondisi. Untuk RL1 kondisi mesin ketika ON Operation, RL2 kondisi mesin OFF Operation dan RL3 Kondisi mesin maintenance atau perbaikan. .6 Rangkaian Lampu Indikator 3.2.6
Gambar 3.14 Rangkaian Lampu Indicator Rangakaian ini merupakan lanjutan blok outputan dari rangakain Optocoupler dan Relay 24VDC. Pada rangakaian ini digunakan indicator lamp 220VAC dengan warna Hijau Kuning dan Merah. Untuk indicator lamp warna hijau menunjukan kondisi mesin sedang ON Operation, Untuk indicator lamp warna kuning menunjukan kondisi mesin sedang OFF Operation, unutk indiactor lamp warna merah menunjukan mesin sedang dalam kerusakan dan perbaikan crew maintenance.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
37
3.4. Perancangan Software Arduino 3.4.1. Perancangan program sistem monitoring Pada perancangan program sistem monitoring ini pertama adalah dengan menentukan pin – pin mana yang akan dipakai untuk sistem monitoring. Pada pembuatan sistem ini,pin – pin yang digunakan untuk setiap mesin adalah 2 pin digital untuk input indikasi mesin dan 3 pin digital untuk output mesin. Sehingga total untuk 3 mesin berjumlah 15 pin digital yang dipakai. Dan Penambahan 1 pin digital untuk buzzer sebagai alarm pemberitahuan ketika terjadi kerusakan pada mesin. 3.4.2 Pembuatan program sistem monitoring Pada pembuatan pemrograman untuk arduino sebagai mikrokontroler pada stem monitoring ini, menggunakan software dari arduino yaitu ARDUINO IDE sistem yang sebelumnya telah dijelaskan pada BAB II. Software ini memang khusus untuk mikorokontroler arduino.
Gambar 3.15 Program Deklarasi pin – pin arduino
http://digilib.mercubuana.ac.id/
38
Pembuatan program arduino terlebih dahulu menentukan pemakaiaan pin – pin untuk blok inputan dan blok outputan. Dengan menamai pin – pin tersebut sebagai input dari mesin maupun output dari mesin, pin - pin ini kemuadian akan didekalrasikan pada awal pemrograman pada bagaian deklarasi. Seperti ditunjukan pada gambar 3.10.
Gambar 3.16 Program Bagian Void Setup Pada pemrograman arduino dikenal dengan 2 fungsi utama, yakni void setup dan void loop loop. Void Setup adalah bagian yang menempatkan kode-kode inisialisasi sistem sebelum masuk ke bagian void loop atau bagian yang dieksekusi sekali yaitu pada start awal di jalankan. Void Loop adalah bagian yang menempatkan kode-kode atau inisialisasi yang dikerjakan berulang – ulang secara terus menerus.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
39
Gambar 3.17 Verifikasi Program Arduino Setelah pembuatan pemrograman untuk sistem monitoring ini dilakukan dapat dilakukan pengujian pada pemrograman dengan menggunakan fungsi menu verify. Menu verify ini berfungsi untuk memverifikasi atau mengetahui apakah pemrograman yang dibuat sudah bisa diupload ke mikrokontroler atau tidak. bagia Ketika terjadi kesalahan pada pemrograman maka akan diindikasikan pada bagian bawah pemrograman bahwa masih terdapat kesalahan penulisan dari program yang dibuat. Dan ditujnukan kesalahanya pada bagian mana dan kenapa. Dengan fungsi ini sangat membantu dan memudahkan untuk mengetahui kesalahan pada proses pembuatan program.
http://digilib.mercubuana.ac.id/
