BAB 2 LANDASAN TEORI. peralatan konvensional yang begitu banyak, PLC disusun dan dipakai pertama kali oleh

BAB 2 LANDASAN TEORI

2.1 Sejarah Teknologi PLC PLC pertama kali digunakan sekitar pada tahun 1960 an untuk menggantikan peralatan konvensional yang begitu banyak, PLC disusun dan dipakai pertama kali oleh sebuah perusahaan mesin-mesin terkenal sampai sekarang yang bernama General Motor pada tahun 1968. [4] Sebagian besar sistem kontrol pada proses industri masih menggunakan rangkaian relay, rangkaian relay ini dapat membentuk fungsi-fungsi logika tertentu yang sesuai yang sesuai dengan yang diinginkan . 2.2 Latar Belakang Pemakaian PLC Pada proses sekuensial sederhana yang hanya memerlukan sedikit komponen relay (kurang dari 10 buah), sistem kontrol relay tersebut tidak banyak menimbulkan masalah, tetapi untuk proses yang lebih rumit dan memerlukan banyak sekali komponen relay akan menyebabkan munculnya berbagai masalah, kerusakan sebuah relay saja dapat menyebabkan proses berjalan tidak sesuai dengan yang dikehendaki atau proses akan berhenti. Kemajuan teknologi yang berkembang pesat dewasa ini, mengakibatkan industri sebagai produsen atau penghasil barang menggunakan cara-cara otomatisasi untuk meningkatkan jumlah hasil produksi yang banyak secara efektif dan efesien, salah satu peralatan kontrol otomatis yang saat ini paling banyak di gunakan di industri-industri adalah PLC (Programmable Logic Controller).

7

8 Dimana

PLC

mudah

diprogram

berulang-ulang

dan

dapat

langsung

diaplikasikan, mudah dalam perawatan dan perbaikannya, lebih bisa diandalkan dalam lingkungan pabrik, jauh lebih kecil dan efesien daripada rangkaian relay biasa, harga lebih murah dari pada rangkaian konvensional dan harganya bersaing. PLC dapat digunakan dalam suatu sistem yang kompleks dan cukup mudah dimengerti PLC lebih banyak digunakan dan lebih cepat berkembang di dalam industri. Kelebihannya yaitu kemudahan dalam pemrograman ulang dan tanpa melakukan perubahan rangkaian fisiknya, PLC juga mudah digunakan atau user-friendly sehingga mudah digunakan meskipun bagi seorang yang tidak memiliki keterampilan dalam mengoperasikan komputer. PLC dapat melakukan manipulasi jaringan rangkaian Logika yaitu dengan mendesain, memprogram, mengontrol dan mengoperasikan dalam suatu sistem yang komplek. PLC cukup mudah dimengerti, sehingga banyak sekali dipakai dalam industri seperti pabrik-pabrik manifaktur yang membutuhkan penanganan atas sistem mesinmesin pabrik yang kompleks. 2.2.1 Kelebihan dan Kekurangan PLC; Beberapa kelebihan yang dimiliki oleh PLC dibanding dengan kontrol relay konvensional,yaitu: 1. Fleksibilitas. Sebelum ditemukan PLC, setiap mesin produksi yang dikontrol dengan alat elektronik yang berbeda, dibutuhkan pengontrolnya masing-masing sendiri; untuk 15 mesin mungkin memerlukan 15 pengontrol berbeda. Tapi sekarang kemungkinan untuk hanya menggunakan satu model dari PLC saja dapat menjalankan seluruh

9 mesin. Lagi pula, hanya memerlukan pengontrol yang sedikit, karena satu PLC dapat menjalankan banyak mesin dengan mudah. Setiap mesin yang dikontrol PLC harus memiliki program tersendiri yang jelas. 2. Dapat melakukan perubahan implementasi dan perbaikan kesalahan. jika terdapat error program yang harus dikoreksi di dalam statement list PLC control, dapat diubah dengan cepat. 3. Biaya yang murah. Sekarang dengan membeli sebuah satu PLC yang memiliki banyak relay, timer, counter, sequencer dan fungsi lainnya bisa menganti seluruh alat control atau pengendali, dan sekarang PLC dalam bentuk yang kecil dan murah. 4. Pemrograman ulang yang mudah dan cepat. 5. Pengendalian secara visual. Sebuah operasi circuit PLC dapat dilihat selama operasinya pada layar CRT. 6. PLC bagus sekali dalam pengendalian masukan dan keluaran. 7. Program PLC beroperasi dengan kecepatan yang tinggi. 8. kualitasnya bagus, Handal dan mudah dirawat. 9. Dokumentasi yang mudah, dan menyeluruh atas program-program yang telah dibuat, hasil pemrogaman PLC dapat dicetak dengan mudah hanya dalam beberapa menit saja. 10. Keamanan yang terjamin 11. Program baru dapat digabungkan dengan program lama dengan mudah dan tidak merusak. 12. Teknologinya tergolong masih baru.

10 13. Tahan terhadap gangguan. 14. Operasi yang dilakukan berdasarkan logika jaringan secara elektrik sehingga dapat mengurangi resiko perilaku fisik. 15. Operasi yang telah terprogram tidak berubah dan stabil. 16. Operasi yang dapat dilakukan tidak memiliki perubahan banyak karena keterbatasan program dan fungsi. 17. Semakin kompleks sistemnya maka ukuran kontrolernya akan makin besar. 18. Penggunaannya pada kondisi tertentu cukup terbatas. 19. Masih terikat dengan kemampuan prosessor pada komputer PC. 20. Hanya dapat mengenali lingkungan yang bisa dimengerti oleh sistem PLC. 21. Egronomis Sebuah sirkuit program PLC dapat diteliti atau dievaluasi di kantor ataupun lab. Program dapat dicetak di dalamnya, ditest, diobservasi, dan dimodifikasi jika diperlukan, sehingga dapat menghemat waktu kerja. Pada kenyataannya, sistem PLC mendapatkan hasil terbaik di pabrik, dan dapat dipakai kapan saja. 22. Inovasi yang luar biasa. Beberapa kekurangan yang dimiliki oleh PLC dibanding dengan kontrol relay konvensional,yaitu: 1. Memiliki jumlah yang besar atas hubungan-hubungan jaringan. 2. PLC bisa rusak pada keadaan lingkungan panas yang tinggi, vibrasi yang tinggi membuat penggunaannya kurang cocok, karena dapat merusak PLC. 3. Membuat banyak orang kehilangan pekerjaannya, karena PLC membutuhkan sedikit orang untuk mengerjakannya.

11 2.2.2

Pengertian PLC PLC merupakan suatu alat pengontrol sistem secara logika berbasiskan komputer

PC yang menjalankan intruksi-intruksi logika yang dapat melakukan kontrol terhadap rangkaian-rangkaian logika dari input, proses, yang kemudian outputnya dapat melakukan suatu tujuan tertentu pada aplikasi yang bersifat fisikal yang dapat diatur oleh suatu program dengan efesien, cepat dan handal. PLC (programmable logic controller) yaitu kendali logika terprogram merupakan suatu sistem atau piranti elektronik yang di rancang untuk dapat beroperasi secara digital dengan menggunakan memori sebagai media penyimpanan instruksiinstruksi internal untuk menjalankan fungsi-fungsi logika, seperti fungsi pencacah, fungsi urutan proses(sekuensial), fungsi pewaktu, fungsi arimatika dan fungsi lainnya dengan cara memprogramnya untuk mengontrol berbagai macam mesin, mengendalikan sistem lampu dan memproses modul masukan atau keluaran baik digital maupun analog. Program-program yang dibuat kemudian dimasukkan dalam PLC melalui programmer atau monitor, pembuatan program dapat menggunakan komputer sehingga dapat mempercepat hasil pekerjaan. PLC dapat beroperasi pada sistem yang memiliki output atau input yang bisa menghasilkan on atau off (Digital). Inputnya biasanya berasal dari sensor atau saklar atau tombol yang menghasilkan input digital, sedangkan outputnya yang berupa motor, buzzer dan kipas angin, juga biasanya berdasarkan hasil on ataupun off saja.

12 2.2.3

Teori Dasar PLC PLC merupakan sebuah komputer kecil yang di desain sebagai otomatisasi

kontrol, Berbeda dengan komputer pada umumnya yang biasa digunakan, dalam sistem komputer biasa dikenal dengan komputer pemroses data, dimana komputer hanya sebagai pemroses data yang biasa pakai untuk menulis, memrogram, main games, menggambar desain grafis dalam komputer dan lain lain, dimana banyak orang menyebut komputer biasa sebagai mesin pemroses data, dimana alat masukannya berupa keyboard dan mouse, dan alat keluarannya Video Display Terminal (monitor) dan printer, berbeda halnya dengan PLC dimana banyak orang

menyebutnya dengan

komputer pemroses kontrol, tapi tentunya dalam PLC juga memroses data, itu juga merupakan fungsi awal untuk pengontrolan pabrik dan proses industri seperti mesinmesin, robot dan lain lain. [11] Dimana dalam skripsi ini input pengontrolnya berupa switches dan sensors dan output pengontrolnya berupa motor, lampu, buzzer, dan lain lain. Untuk aplikasi dipabrik alat PLC skripsi ini bisa digunalan sebagai berikut; 1. Sistem kontrol untuk sebuah mesin bor otomatis. 2. Sistem kontrol untuk sebuah sistem pengemasan kotak. 3. Sistem kontrol untuk pembuka pintu garasi otomatis. 4. Sistem kontrol untuk pembuka pintu pagar otomatis. 5. Sistem kontrol untuk sistem keamanan, mis: pendeteksi asap. 6. Sistem kontrol untuk pengatur lampu rumah. 7. sistem kontrol untuk pengendali parkir otomatis. 8. dll.

13 2.3 Perbedaan PLC dengan komputer Dimana bisa dilihat perbedaan antara PLC (Process control computer system) dengan sistem komputer proses data (Data processing computer system) pada diagram blok di gambar.2.1. sebagai berikut;

Gambar 2.1. Data Processing dan Process Control Computer

14 2.4 Sistem PLC Dalam suatu sistem PLC ini yang seperti pada gambar.2.2. terdapat 4 (empat) komponen bagian utama, keempat komponen itu yaitu; 1. Central Control Unit (CCU) atau Central Prosesing Unit (CPU), merupakan otak dari PLC. 2. Memori. 3. Programmer atau Monitor. 4. Input atau output modul Dimana blok diagram rancangan sistem PLC sebagai berikut; Programmer atau monitor Modul masukan

CCU

Modul keluaran

Gambar 2.2. Diagram keseluruhan sistem PLC

15 Dari gambar 2.2 diatas cara kerja singkatnya sebagai berikut: dimana pada masukan dan keluaran di kontrol dan di proses melalui CPU atau CCU, sinyal masukan ke CCU yang sebelumnya uda di program melalui programmer monitor, kemudian CCU memberikan suatu sinyal informasi pada keluaran, hasil kerja tersebut bisa di simpan dalam komputer. Dimana CCU, programer atau monitor, dan modul I/O, penjelasannya secara detail sebagai berikut; CCU (Central Control unit atau pusat unit pengontrolan) Sesuai dengan namanya unit CCU merupakan alat yang di gunakan sebagai pusat pemrosesan semua intruksi-intruksi atau perintah-perintah yang di berikan ke PLC. Piranti keras dan otaknya PLC berupa CCU (Central Control unit), CCU terdiri dari 4 bagian yaitu; a. IC AT89S52 merupakan otak dari CCU yang menjadi pusat pengontrolan yang di fungsikan untuk operasi pengontrolan dan operasi logika. b. Memori, pada IC AT 89S52 terdapat memori yang merupakan daerah CCU yang di gunakan untuk melakukan proses penyimpanan dan pengiriman data pada PLC. Yang dimana memori ROM dan RAM uda menjadi satu dalam IC CCU pada IC AT 89S52 c. Optocoupler, menerima sinyal masukan dari modul input. d. Relay, berfungsi sebagai on/off pada modul output.

16 Blok diagram CCU PLC dapat dilihat pada gambar 2.3 di bawah ini; CCU optocoupler

Mcs 52

Relay

Catu daya

Gambar 2.3 Blok Diagram CCU Catu daya berfungsi untuk memberikan sumber tegangan pada CCU dengan cara mengubah sumber masukan tegangan bolak-balik menjadi tegangan searah, kebanyakan PLC beroperasi pada tegangan searah +5 volt, oleh sebab itu catu daya PLC harus membuat rangkaian untuk mengubah 220 VAC menjadi +5 V DC. banyak perusahaan PLC membekali PLC dengan baterai cadangan yang membuat sistem operasi dalam CCU selalu ada sekalipun dalam catu daya yang gagal. Pada unit ini penyusun utama dari rangkaian-rangkaian elektronik yang rumit dan kompleks, saat suatu perintah diberikan ke unit ini, maka perintah itu akan diterima, diterjemahkan, kemudian dipecahkan dalam kode-kodenya, kemudian kode-kode di teruskan ke unit-unit lain sebagai perintah untuk melaksanakan tugas yang di terimannya.

17 2.4.1 Cara kerja sistem PLC dimana sistem kerja PLC dengan CCU di gambarkan dalam gambar diagram 2.5 sebagai berikut ;

Gambar 2.4. Sistem kerja diagram blok PLC.

18 Keterangan cara kerjanya sebagai berikut ; • Bisa dilihat bagian atas pada gambar 2.4 pada diagram sistem CCU; dimana memori ROM dengan sistem operasi yang tetap (tidak bisa di ubah-ubah) dan pasti berhadapan atau berhubungan langsung dengan bagian kontrol (control section), program sistem operasi disini menyusun dan mengatur setiap operasi dari PLC. Apapun permintaan dan perintah dari logic scan program (user) kepada PLC untuk melakukan sesuatu, program sistem operasi tetap yang mengurus semua pekerjaan atau tugas-tugas dalam PLC. • Pada bagian kontrol (control section), yang merupakan jantung dari CCU, terdiri dari; control unit dengan clock, sebuah arithmetic logic unit (ALU), dan beberapa bagian dalam (internal) penyimpanan register sementara. Bagian kontrol yang menentukan bagian operasi yang mana yang di fungsikan, untuk tugas apa dan untuk berapa lama. • Kemudian pada bagian input scan block mengscan input dan kedudukan atau keadaan status input secara individual dari input module kedalam memori ROM, setelah menganalisa input, logic scan (user ladder logic program) meng updates tugas atau status atau keadaan baru pada ouput module melalui output scan blok secara tepat., maka keadaan output setelah di scan dan di update, keadaan dan statusnya bisa berubah atau juga bisa tetap tergantung analisis dari logic scan (tergantung program yang diberikan oleh user dalam ladder diagram). Status tugas yang diberikan pada output module tergantung sinyal output dari CPU. Keyboard mengambil aksi berdasarkan operasi yang diberikan • Bagian interfacing merupakan pilihan,dimana bisa berkomunikasi dengan PLC lain.

19 2.4.2 Penyusunan sistem PLC Dimana susunan sistem PLC bisa dilihat pada gambar 2.5. blok diagram berikut;

Gambar 2.5. Susunan Sistem PLC 2.4.2.1 Mikrokontroler Semua Mikrokontroler di rancang untuk mengerjakan soal-soal kontrol dan melakukan operasi logika. Ilmuan-ilmuan elektronik Atmel mengerjakan hal itu semua kedalam satu chip yang bisa digunakan untuk mengendalikan alat–alat elektronik yang bisa dinamakan IC mikrokontroler, Unit pusat pemrosesan ada pada IC AT89S52 sebagai IC mikrokontroler, yang dipakai pada skripsi PLC, dimana mikrokontroler ini mempunyai

20 karakter yang unik dan bisa di program dalam memori internal tetap untuk mengerjakan satu set instruksi, yang disusun dalam satu program. Keberadaan suatu chip microprocessor atau microcontroller dipengaruhi unjuk kerjanya pada kapasitas pemrosesan bit-nya dan juga oleh kecepatan atau clock frekuensi kerjanya. Dalam jenis microprocessor atau microcontroller mempunyai beberapa besaran bit yaitu; 4,8,16,32-Bit, semakin besar bitnya semakin bagus dalam performance maupun pemrosesannya. Suatu mikroprosesor dengan kapasitas pemrosesan 8 bit, maka dapat diandaikan bahwa mikroprosesor tersebut mempunyai 8 jalur pintu masukan sebagai penerima menerima bit-bit intruksi, dengan demikian mikroprosesor dengan kapasitas pemrosesan 16 bit dan 32 bit tentunya mikroprosesor ini akan mempunyai 16 dan 32 jalur pintu cepat, demikian juga mikro prosesor dengan 32 bit akan dapat memproses 16 bit dengan dengan 2 kali lebih cepat, begitu seterusnya, tetapi dalam praktek biasanya tidak dapat tepat 2 kali atau 4 kali, sebab masih ada faktor-faktor lain yang juga mempengaruhi, di antaranya adalah frekuensi kerja mikro prosesor tersebut. Biasanya PLC besar memakai mikro prosesor 32 bit dengan clock speed 33 Mhz sampai 50 Mhz dan beberapa PLC yang kecil sudah bagus dengan memakai microprocessor 8 bit dengan clock speed 4 Mhz, tetapi sekarang kebanyakan PLC yang kecil sudah memakai microprocessor 16 bit dengan clock speed 10 Mhz, Dan dalam pembuatan skripsi PLC ini memakai mikro kontroler IC AT 89S52 dgn besaran 8 bit. MCS IC AT 89S52 mengatur dan mengawasi semua operasi dalam PLC, dengan melaksanakan instruksi-instruksi program yang di simpan dalam memori, kemudian di

21 jalankan untuk membuat output device dalam keadaan OFF atau dalam keadaan ON. Dalam IC AT 89S52 sebuah jalur komunikasi dalam, atau sistem bus, membawa informasi ke atau dari prosesor, memori dan unit masukan atau keluaran, dibawah pengaturan dari CCU. Mikrokontroler merupakan otak dari PLC dimana tugasnya menganalisa, memproses dan mengirim data. 2.4.2.2 Memori Ukuran CCU sangat penting, sesuai dengan internal memori yang diperlukan untuk menjalankan program, pengendalian untuk pengoperasian kecil hanya memerlukan unit PLC yang mempunyai memori yang terbatas, sedangkan untuk pengoperasian yang besar tentu saja di butuhkan PLC yang mempunyai kemampuan penyimpanan memori yang lebih besar dan juga memiliki fungsi yang lebih besar. Sistem operasi dasar seperti ; logic, Edit, monitor, communicate di simpan secara permanen dalam ROM (Read only Memory/memori hanya baca), disebut memori hanya baca karena chip ini di rancang sehingga byte-byte yang tersimpan tidak bisa di ubaubah dengan cara apapun Cuma bisa di baca tidak bisa di tulis atau di hapus, kegunaan utama ROM dalam sistem CCU adalah untuk menyediakan suatu program yang di sebut monitor dan operasi logic, program yang sudah di taruh dalam sebuah ROM akan tetap bertahan ketika tidak ada lagi catu daya yang diberikan. Di dalam sebuah ROM terdapat sistem operasi yang tetap dan pasti, program monitor atau pembangkit karakter merupakan bagian penting dan banyak di pakai dalam perancangan PLC, perlu di buat pola programnya, tetapi untuk pemakaian dan pembuatan program perlu di simpan dalam memori yang dapat di ubah-ubah dan di hapus yang di sebut random access memory (RAM), yang di gunakan sebagai memori

22 baca atau tulis dimana untuk penyimpan sementara status dari fungsi dalam yaitu; pewaktu, pencacah, relay penanda (marker relay) serta diagram ladder, numerics dan I/O masukannya hilang maka program juga akan hilang, oleh karena itu sebuah RAM membutuhkan baterai cadangan atau battery back up supaya programnya tidak hilang sewaktu masih di butuhkan. Di skripsi ini program monitor dan fungsi semua disimpan dalam memori ROM. selain ROM dan RAM ada beberapa memori yang sering di gunakan pada beberapa CPU PLC, antara lain: PROM, EPROM, EEPROM, dan NOVRAM. Ket sebagai berikut; A. Programmable read-only memory (PROM) pada dasarnya sama dengan ROM, hanya pada PROM dapat di program oleh programmer, tapi hanya untuk satu kali. B. Erasable programmable read-only memory (EPROM) adalah PROM yang dapat di hapus dengan menyinari dengan sinar ultraviolet (UV) pada jendela IC untuk beberapa menit, memori ini sering juga di sebut UVROM, sewaktu disinari dengan ultra violet, bit-bit dalam IC memori di reset menjadi 0, dalam EPROM ada beberapa kekurangan yaitu; pertama Cuma bisa di hapus beberapa kali, kedua sewaktu EPROM dihapus dengan sinar UV, semua lokasi dalam IC memori terhapus walaupun yang ingin di hapus atau diubah beberapa lokasi saja. C. Electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) agak sama dengan EPROM tetapi mempunyai kelebihan jika di bandingkan dengan EPROM, karena EEPROM dengan sangat cepat dan mudah dapat direset dan di hapus, dalam EEPROM menghapus isi memorinya dengan menggunakan sinyal elektrik D. Non Volatile Random Access Memory (NOVRAM) ini merupakan memori kombinasi antara EEPROM dan RAM, ketika catu dayanya berkurang maka memori

23 pada RAM dapat di simpan pada EEPROM sebelum hilang dan dapat di baca pada RAM lagi setelah catu dayanya tersedia kembali normal. Non Volatile Random Access Memory (NOVRAM) merupakan jenis memori yang sering di gunakan pada CPU PLC. Dalam sebuah memori Volatile ataupun NonVolatile di golongkan menurut besaran bit. Besaran 1 bit bisa 0 (low voltage) ataupun 1 (high voltage) yang merupakan isi dari setiap bit atau cell, cell di atur dan di susun dalam suatu tempat yang terdiri kotak-kotak bit, biasanya mempunyai lebar 8 bit dan 16 bit, dimana yang besarnya 8 bit disebut dengan byte dan yang besarnya 16 bit disebut dengan word. PLC pada umumnya mempunyai kapasitas memori ROM dari 2 sampai 8 Kilo Byte, semakin banyak proses intruksi dan pengontrolan input-output semakin banyak memerlukan kapasitas memori dalam sebuah PLC. Dalam proses menjalankan pengontrolan dari sebuah input menggerakkan sebuah output, besarnya kapasitas memori yang dibutuhkan tergantung pada jumlah input dan jumlah output dan banyaknya proses dalam diagram pengontrolan Dalam penempatan isi memori menurut tugasnya dibagi dalam 2 kategori, yaitu: user memory (memori yang digunakan user dalam membuat program, mis : ladder diagram) dan storage memory (memori penyimpanan, mis: I/O status, timer status, numerical data, timer status, counter status, dan lain lain). Besarnya kapasitas user memori dalam menempati sebuah memori biasanya 75 % keatas dari total kapasitas memori yang biasanya digunakan user untuk memprogram ladder diagram. Tetapi dalam skripsi ini digabung menjadi satu memori pada ROM. 2.4.2.3 Program atau monitor Program atau Monitor: Media-media tempat dimana program dimasukan.

24 Program atau monitor merupakan suatu alat yang di gunakan untuk berkomunikasi dengan PLC, dengan menggunakan programatau monitor ini dapat di buat program yang kemudian dimasukkan ke dalam PLC dan juga dapat memonitor proses yang di lakukan oleh PLC, programmer atau monitor mempunyai beberapa fungsi yaitu: 1. Off, difungsikan untuk mematikan PLC sehingga program yang di buat tidak dapat di jalankan. 2. Run, di fungsikan untuk pengendalian suatu proses pada saat program dalam kondisi di aktifkan . 3. Monitor untuk mengetahui keadaan suatu proses yang terjadi pada PLC. 4. Program yang menyatakan suatu keadaan dimana programmer atau monitor dapat di gunakan untuk membuat program. (dalam skripsi dibuat program yang langsung menggerakan instrument) 2.4.2.4 I/O MODUL (INTERFACES) I/O Modules: Tempat dimana seluruh sistem menerima dan mengirim informasi (antarmuka atau interface).

2.4.2.4.1 Modul Input Terminal masukan menerima sinyal dari kabel yang di hubungkan dengan masukan sensor dan transduser, sedangkan keluaran menyediakan tegangan keluaran untuk actuator atau indicator alat. Beberapa tipe modul masukan dan keluaran antara lain 4,8,12 atau 16 module, dan lain lain. Dan yang dipakai pada skripsi memiliki 8 masukan dan 8 keluaran.

25 Dalam modul masukan (input module) mempunyai 4 tugas secara elektronika; Pertama: merasakan kehadiran dari setiap sinyal input dalam terminal input, sinyal input memberitahu switch dan sensor apa dan yang mana yang digunakan, atau sinyal lain dalam keadaan off atau on di dalam proses pengontrolan. Kedua : mengubah sinyal input yang dalam keadaan high atau on pada Optocoupler atau optoisolator kedalam bentuk ground yang dapat digunakan pada IC AT 89S52, jika tidak ada sinyal input yang di ubahkan maka di indikasikan sebagai off. Ketiga : modul input membuat isolator elektronik yang mengisolasi module input setelah converter dan sebelum output logic secara elektronik, yang berguna untuk melindungi IC AT 89S52 dari lonjakan tegangan input. Keempat : sirkuit elektronika module input membuat sinyal output yang bisa dirasa dan dimengerti CCU dari PLC.

Dimana gambar layout dari module input bisa dilihat sebagai berikut;

Gambar 2.6. PLC Input Module layout Gambar

2.6.

menggambarkan

sirkuit

untuk

satu

menggambarkan sirkuit module yang serupa (identical).

terminal,

semua

terminal

26 pertama menerima sinyal input dari switch, sensor, dan lain lain. Untuk tegangan input AC, dalam converter diubah menjadi tegangan DC yang bisa (converter) yang di hubungkan dengan semua input, keluaran dari converter tidak langsung terhubung dengan CCU karena jika terhubung langsung akan terjadi sentakan tegangan input dan bisa membuat CCU tidak berfungsi, misalkan dalam converter menerima tegangan AC 20 volt yang diberikan input kepada CCU, oleh karena CCU hanya bekerja pada tegangan DC 5 volt, maka CCU bisa mengalami kerusakan fatal, di situlah optoisolator atau optocoupler sebagai isolator elektronik melindungi CCU dari kerusakan tersebut. Sinyal on off dari keluaran converter dibawa berupa sinar dengan sebuah LED (Light Emitting Diode) dalam satu arah di dalam optoisolator, sentakan tegangan tidak akan melewati optoisolator dalam arah yang sama. Sewaktu ada sinyal input, optoisolator mengirim sinyal ke CCU melalui blok output logic, ketika sinyal yang diterima block output logic dalam keadaan on maka diubah menjadi kode sinyal berupa 0 yang diterima oleh CCU kalau dalam off maka diubah menjadi kode sinyal berupa 1 yang diterima oleh CCU, yang dijadikan modul yang terdiri sederetan angka secara paralel, dimana modul kode angka-angka dalam setiap terminal bisa disusun secara bersamaan, dalam setiap kode sinyal menggambarkan status on off yang kemudian di scan oleh blok scan input dan ditempatkan kedalam memori ROM seperti yang diberitahu sebelumnya. 2.4.2.4.2 Modul output Dimana gambar layout dari module output bisa dilihat pada gambar 2.7. sebagai berikut;

27

Gambar 2.7. PLC Output Module layout Sinyal CCU yang diterima dari output logic pada input modul, setiap kode sinyalnya discan pada input scan blok dan kemudian ditaruh pada memori dan jika kodekode sinyal CCU cocok dengan tanda kode angka dari modul input yang sesuai dengan program laddernya maka modul output dalam keadaan on atau aktif. Pengenalan kode angka-angka sinyal pada modul output sudah di tentukan, jika kode sinyal CCU tidak cocok yang diterima dengan tanda kode sinyal blok output scan yang berupa relay maka terminal modul output tidak bekerja atau dalam keadaan off. Kemudian jika sinyal CCU cocok dengan tanda kode dari scan modul input, maka diteruskan dan di terima oleh modul output dan diteruskan pada blok IC motor yang menggerakan relay pada modul output, kemudian sinyal yang dari relay output tersebut yang menentukan sebuah output atau transducer dalam keadaaan ON atau OFF. 2.4.2.5 Besaran Tegangan I/O Hal yang penting dalam modul masukan atau keluaran adalah tegangan modul dan nilai arus, modul masukan bernilai 3 sampai 12 volt dc dan tidak di perbolehkan bekerja selain pada tegangan tersebut, tegangan ini akan membuat kerusakan PLC.

28 PLC bekerja pada tegangan antara 6 sampai 12 volt, modul masukan atau keluaran membentuk interface antara mikro elektronik dari PLC dengan alat-alat masukan dan alat-alat keluaran. 2.4.2.6 Jenis-jenis I/O Dimana jenis dan keterangan modul input dan modul output sebagai berikut; 1. Modul Input (Sensor) Berfungsi untuk mengubah besaran fisis menjadi besaran elektris yang kemudian diproses pada AT89S52 yang merupakan sinyal masukan yang akan di proses oleh ALU.

Modul Input atau Sensor ini dapat berupa : A. Saklar (switch) saklar merupakan saklar biasa yang telah diketahui di mana sensor ini dapat mendeteksi adanya penekanan. Sensor Saklar merupakan sensor yang sederhana Terdapat dua keadaan awal yaitu Normaly Open (NO) di mana saklar pada keadaan awal adalah hubung buka (non aktif) jika ditekan baru terhubung singkat (aktif) dan Normaly Close (NC) di mana saklar pada keadaan awal adalah hubung tutup atau hubung singkat (aktif) bila ditekan maka hubungannya terputus (non aktif).

29

a. Normaly Open

b. Normaly Close

Gambar 2.8. Saklar B. Limit Switch Limit Switch dapat mendeteksi ada atau tidaknya sesuatu (benda), serta dapat mengecek sesuatu(benda) yang ditangkap sesuai dengan batas-batas yang sudah ditetapkan limit Switch mendeteksi keberadaan suatu benda berdasarkan sifatnya, misalnya berupa logam, benda gelap atau terang, dan sebagainya. C. Sensor Ada dua macam sensor yang dapat dipergunakan : I.

Sensor Proximity Sensor yang dapat mendeteksi perubahan lingkungan pada sensor tanpa

melakukan sentuhan fisik. Jarak benda yang dapat dideteksi terbatas pada jarak tertentu. Terdapat beberapa jenis sensor ini yaitu : 1. Sensor kapasitif Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi semua jenis benda dengan deteksi sensor yang terbatas. 2. Sensor induktif Hanya dapat mendeteksi keberadaan benda jenis logam.

jarak

30 3. Sensor optik Mendeteksi benda berdasarkan tingkat intensitas sinar yang dipantulkan oleh benda. Sinar yang digunakan biasanya infra red atau sinar biasa (yang dapat ditangkap oleh mata manusia). Sensor ini berupa foto dioda yang akan hubung singkat jika mendapatkan sinar yang cukup kuat dan akan hubung buka jika tidak mendapatkan sinar yang cukup. Pada perkembangan selanjutnya terdapat sensor optik yang mampu mendeteksi warna-warna lain. 4. Sensor magnet Mendeteksi keberadaan medan magnet. Jika terdapat medan magnet maka rangkaian akan hubung singkat di kaki output dengan ground dan sebaliknya. 5. LDR (Light Dependent Resistor) Sensor ini bekerja berdasarkan cahaya, dimana resistor yang bergantung pada cahaya artinya nilai tahanannya akan berubah-ubah apabila terkena cahaya dan perubahannya tergantung dari intesitas cahaya yang di terimanya. Semakin banyak cahaya maka hambatannya semakin sedikit, sebaliknya jika tidak ada cahaya maka tahanannya akan membesar. II.

Sensor Non Proximity (Sensor Roller) Sensor jenis ini dapat mendeteksi perubahan lingkungan pada sensor jika ada

sentuhan fisik. Contoh sensor jenis ini adalah Sensor Roller atau bumper. Input yang dipakai hanya memakai sensor magnet, LDR dan saklar.

31 6. Modul Output Berfungsi untuk mengubah besaran elektris yaitu data elektris hasil proses CCU menjadi besaran fisis. Modul output ini dapat berupa : a. Lampu, mengubah besaran elektris menjadi optis/cahaya. b. Buzzer atau speaker , mengubah besaran elektris menjadi gelombang suara. Tidak seperti speaker yang menggunakan tegangan AC, Buzzer hanya menerima tegangan DC.buzzer dikendalikan logika 1(high) atau 0(low), jika 1 atau diberi tegangan maka bunyi dan 0 atau tidak diberi tegangan maka tidak bunyi. c. Motor dc, mengubah besaran elektris menjadi energi gerak. d. kipas angin

2.5 Logic Function Chart Function Chart ini menggambarkan fungsi-fungsi logika yang dipakai dalam PLC o Identity ( A = X )

o NOT ( A = X’ )

32

o AND ( A = X ∧ Y )

o OR ( A = X ∨ Y )

o NAND ( A = NOT ( X ∧ Y ) )

o NOR ( A = NOT( X ∨ Y ) )

2.6 IC AT8952 Dan PIN Konfigurasi

33

Gambar 2.9. Diagram Konfigurasi PIN AT89S52 [12]

34

Gambar 2.10. Diagram blok AT89S52

35 2.6.1 Fitur-fitur dari IC AT89S52 + 8 k bytes Flash Memory dalam ISP (In system Programmable) dimana bisa sampai 1000 write/ erase cycles. + Jarak operasi dari 4 V sampai 5.5 V . + Operasi penuh static: 0 Hz ke 33 Mhz. + 3 level program memory lock. + 256 * 8 bit Internal RAM. + 32 Programmable I/O lines. + 3 buah 16 bit Timer/counters. + 8 sumber interrupt. + Full Duplex UART Serial Channel port. + Low Power Idle dan Power Down Modes. + Interrupt Recovery dari power down mode. + watch dog Timer. + Dual Data Pointer. + Power Off Flag. + On chip oscillator. + arsitektur enam vector dua level interrupt + clock circuitry.

36 IC AT89S52 membutuhkan tegangan rendah,merupakan mikrokontroler CMOS 8 bit berdaya guna tinggi dengan 8 kbytes ISP (In system programmable) Flash memori yang memiliki 40 kaki pin, sedangkan dalam mikrokontroler AT89C52 belum memiliki ISP. dimana ISP bisa memungkinkan IC di program langsung dari komputer tanpa diprogram dulu melalui ATMEL writer, IC AT89S52 menggunakan memori yang tidak mudah hilang, dan sesuai industri Mcs 51 dengan standard instruksi set dan pin keluaran Memori Memori merupakan bagian yang sangat penting bagi mikrokontroler yang berfungsi untuk tempat pemrograman, diperlukan 2 macam memori yang sifatnya berbeda. [8] Memori jenis ROM (Read Only Memory) yang isinya tidak berubah meskipun IC kehilangan catu daya, dipakai untuk menyimpan program, begitu di reset mikrokontroler akan langsung bekerja dengan program ROM tersebut. Sesuai dengan keperluannya, dalam susunan Mcs 51 memori penyimpan program ini dinamakan sebagai Memori Program. Memori program hanya dapat di baca dan tidak dapat di tulis Memori jenis RAM (Random Access memory) yang isinya akan sirna begitu IC kehilangan catu daya, yang dimana dipakai untuk menulis,menghapus dan menyimpan data pada saat program bekerja. Di samping untuk data, RAM dipakai pula untuk stack. Dimana RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut pula sebagai Memori Data. Pembacaan memori data eksternal dilakukan melalui pengaktifan sinya RD dan WR. Ada berbagai jenis ROM. Untuk mikrokontroler dengan program yang sudah baku dan diproduksi secara massal, dimana program tersebut diisikan ke dalam ROM pada saat IC mikrokontroler di cetak di pabrik IC. Untuk keperluan yang jumlahnya

37 tidak banyak biasanya tidak dipakai ROM yang tidak bisa di hapus, tapi dipakai ROM yang bisa di hapus dan di isi ulang atau Programmable-Eraseabke ROM (disingkat menjadi PEROM atau PROM). Dulu banyak yang dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable programmable ROM) yang kemudian di nilai mahal harganya dan di tinggalkan setelah ada Flash PEROM yang harganya jauh lebih murah. Jenis memori yang dipakai untuk memori program IC AT89S52 adalah Flash PEROM, program untuk mengendalikan mikrokontroler diisikan ke memori itu lewat bantuan ISP (In System Programming). Dalam IC AT89S52 dalam memori program bisa di program berulang – ulang dalam system IC AT89S52. dengan mengkombinasikan 8 bit CPU serba guna dengan In system programmable Flash ROM dalam satu chip. IC AT89S52 adalah mikrokontroler yang powerfull, dimana mempunyai flexibilitas yang tinggi dan biaya yang sangat murah. IC AT89S52 di pasang dalam Alat PLC sebagai otak pengontrol input,proses dan outputnya. IC AT89S52 memiliki besaran-besaran memori yaitu: 8 k bytes Flash EPROM dan 256 bytes RAM. IC AT89S52 di rancang dengan static logic untuk operasi frekwensi 0 dan mensupport power saving mode. Idle mode menghentikan CPU sementara membiarkan RAM, timer/counter, serial port, dan system interrupt terus bekerja. Power down mode menyimpan RAM dengan baik tapi menghentikan osilator, men disable semua fungsi lainnya dalam chip sampai interrupt berikutnya atau reset hardwarenya.

38 IC AT 89S52 menyediakan sarana input/output yang cukup banyak dan bervariasi, yang mempunyai 32 jalur input/output parallel dari port 0 (P0.0…P0.7) sampai sampai port 3 (P3.0…P3.7). IC AT 89S52 dilengkapi UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) yang biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri. Jalur untuk komunikasi data seri ada di port 3.0 (RXD) dan di port 3.1 (TXD). 2.6.2

FUNGSI DAN PENJELASAN - PENJELASAN SETIAP KAKI PIN DAN

DESKRIPSI IC AT 89S52 VCC di kaki pin 40 sumber Tegangan 4V – 5.5V GND di kaki pin 20 Ground dari sumber tegangan. Port 0 di kaki pin 32 sampai kaki pin 39 Port 0 terdiri dari 8 bit saluran dua arah port I/O. Kalau sebagai output,setiap pinnya bisa memasukkan 8 TTL input.sewaktu tertulis di pin port 0.pin-pin nya bisa di gunakan sebagai impedansi tinggi input. Port 0 juga bisa dibentuk menjadi multiplexed low-order address atau data bus selama akses ke eksternal program dan memori data.dalam mode ini P0 mempunyai internal pull-ups. Port 0 juga menerima kode bytes selama flash program dan mengeluarkan kode bytes selama verifikasi program. Eksternal pull-ups di butuhkan selama verifikasi program.

39 Port 1 di kaki pin 1 sampai kaki pin 8 Port 1 terdiri 8 bit dua arah port I/O dengan internal pull-ups. Output buffer port 1 bisa memasukkan sumber 4 TTL input. sewaktu pertama kali tertulis ke pin-pin port 1, kodenya ditarik tinggi dengan internal pull-ups dan bisa di gunakan sebagai input, sebagai input pin-pin port 1 secara eksternal di tarik rendah menjadi sumber arus (IIL) dari internal pull-ups. Dalam penjumlahan, P1.0 dan P1.1 bisa di gambarkan sebagai timer/counter 2 eksternal input penghitung dan timer/counter 2 input pemicu. Dimana bisa dilihat fungsi-fungsi dari pin-pin port 1 dalam tabel 2.1. sebagai berikut; Tabel 2.1 PIN Port 1

Port 1 juga bisa menerima low order address bytes selama menyinari program dan verifikasi program. Port 2 di kaki pin 21 sampai kaki pin 28 Port 1 terdiri 8 bit dua arah port I/O dengan internal pull-ups. Output buffer port 2 bisa memasukkan sumber 4 TTL input. sewaktu pertama kali tertulis ke pin-pin port 2, kodenya ditarik tinggi dengan internal pull-ups dan bisa di gunakan sebagai input, sebagai input pin-pin port 2 secara eksternal di tarik rendah menjadi sumber arus (IIL) dari internal pull-ups.

40 Port 2 memancarkan high order address byte selama di tarik dari memori eksternal program dan selama akses ke eksternal memori data dimana menggunakan 16 bit addresses (MOVX @ DPTR). Dalam aplikasi ini, port 2 menggunakan internal pullups yang kuat sewaktu penyinaran. Selama dalam mengakses ke eksternal memori data mrnggunakan 8 bit pengalamatan (MOVX @ RI), port 2 bisa bermuatan SFR (Spesial Fungtion Register). Port 2 juga menerima bit high order address dan beberapa sinyal kontrol selama verifikasi dan mengisi program dengan penyinaran (flash). Port 3 di kaki pin 10 sampai kaki pin 17 Port 3 terdiri 8 bit dua arah port I/O dengan internal pull-ups. Output buffer port 3 bisa memasukkan sumber 4 TTL input. sewaktu pertama kali tertulis ke pin-pin port 3, kodenya ditarik tinggi dengan internal pull-ups dan bisa di gunakan sebagai input, sebagai input pin-pin port 1 secara eksternal di tarik rendah menjadi sumber arus (IIL) dari internal pull-ups. port 3 juga menjalankan fungsi-fungsi dari bermacam-macam fitur-fitur pada khususnya dari AT 89S52, Dimana bisa dilihat fungsi-fungsi dari pin-pin port 1 dalam tabel 2 sebagai berikut; Tabel 2.2 PIN Port 3

.port 3 juga menerima beberapa sinyal kontrol untuk Flash program dan verifikasi

41 Reset pada kaki pin 9 Reset input. Ketika sinyal 1 pada pin Reset untuk dua machine cycles sementara osilator sedang bekerja mereset IC. Pin ini mengeluarkan sinyal 1 untuk 96 periode osilator setelah waktu watchdog habis. Bit DISRTO dalam SFR AUX (address 8E H) bisa digunakan untuk membuat fitur ini tidak bekerja. Dalam keadaan normalnya dari bit DISRTO, pada kaki reset diberi sinyal 1 (high) membuat fitur bekerja. ALE / PROG pada kaki pin 30 Pin ini berisi ALE (Address Latch Enable) berupa output denyut pulsa untuk latching (gerbang) sinyal byte rendah (0) dari alamat selama mengakses ke eksternal memori. pin ini juga program denyut input pulsa (PROG) selama penyinaran program (flash programming) dalam IC. Dalam operasi normal, ALE memancarkan kecepatan (rate) konstan dari 1/6 frekwensi osilator dan mungkin digunakan untuk eksternal timing (waktu di luar) atau untuk tujuan clocking. Bagaimanapun pulsa ALE terlewatkan selama setiap akses ke eksternal memori data. Jika diinginkan, operasi ALE bisa di hentikan (disable) dengan set bit 0 pada SFR (Special Fungtion Register) di lokasi 8E H. Dengan set bit, ALE menjadi aktif hanya selama instruksi MOVX atau MOVC. Sebaliknya, pin dengan lemah tertarik sinyal tinggi (1). Set bit ALE menjadi disable tidak mempunyai efek bila mikrokontroler dalam keadaan external execution mode. PSEN di kaki pin 29 PSEN (program store Enable) yang membaca strobe pada eksternal memori program. Sewaktu IC AT 89S52 menglaksanakan kode (executing code) dari eksternal memori program, PSEN diaktifkan dua kali setiap perputaran siklus mesin (machine cycle),

42 kecuali dua aktivitas PSEN tersebut terlewatkan selama setiap akses ke eksternal memori data. EA / VPP di kaki pin 31 EA singkatan dari External Access Enable. EA harus terikat ke ground (GND) untuk membuat IC bekerja (enable) untuk memperoleh kode dari ekternal memori program yang berlokasi dimulai dari segmen 0000H sampai FFFFH. bagimanapun jika lock bit 1 ter program, EA secara internal akan terpalang pada reset. EA seharusnya terikat kepada VCC untuk pelaksanaan program internal. Kaki Pin 31 ini menerima tegangan 11 Volt (Vpp) membuat program bekerja (enable) selama penyinaran (flash) program di IC. XTAL 1 di kaki pin 19 Input ke inverting (pembalik) osilator amplifier dan input ke sirkuit internal clock operasi. XTAL 2 di kaki pin 18 Output dari inverting osilator amplifier. Special Function Register (SFR) Fungsi – fungsi tertentu dalam alamat-alamat di memori IC yang digambarkan dalam sebuah map dalam ukuran besaran hexa. Tidak semua dari alamat-alamat terisi, dan alamat yang tidak terisi mungkin tidak bisa di implementasi dalam sebuah memori. Akses Pembacaan ke alamat-alamat ini akan secara umum kembali mengacak data, akses penulisan mempunyai penentuan efek. Register khusus (SFR) adalah satu daerah RAM dalam IC keluarga MCS 51 yang dipakai untuk mengatur perilaku MCS 51 dalam hal-hal khusus, misalnya sebagai tempat untuk berhubungan dengan paralel port P1, P2 atau P3, dan sarana input/output lainnya, tapi tidak umum dipakai untuk menyimpan

43 data seperti layaknya memori data, meskipun demikian, dalam hal penulisan program SFR sama dengan memori data, untuk SFR memori data hanya dipakai cara pengalamatan memori secara langsung (direct memory addressing) Register serba guna (General purpose Register) Register serba guna menempati memori data sebanyak 32 byte yang di kelompokkan menjadi 4 kelompok Register (Register Bank). Setiap kelompok register memiliki 8 byte memori dan masing-masing kelompok memiliki register yang di kenali sebagai register 0 sampai register 7 (R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7). Dalam penulisan program memorimemori ini bisa langsung di sebut sebagai R0…R7, tidak lagi dengan nomor memori, Contoh: mov A ,R1 dan tidak perlu lagi dengan: mov A,$01. dengan ini instruksi menjadi lebih sederhana dan muda serta bekerja lebih cepat. Khusus untuk register 0 dan register 1 ( R0 dan R1 ) masih mempunyai kemampuan lain. Kedua register ini bisa di pakai sebagai register penampung . alamat yang dipakai dalam pengalamatan memori secara tidak langsung

(indirect memory addressing).

Empat kelompok register serba guna ini tidak bisa di pakai secara bersamaan, setelah di reset yang aktif dipakai adalah kelompok register 0 ( register bank 0), kal yang diaktifkan adalah kelompok register 1, maka yang dianggap sebagai R0 bukan data no 0h melainkan memori data no 8h,demikian kalau kelompok register 3 maka memori data no 18h menjadi R0. Timer 2 Register Bit control dan status terisi dalam register T2CON (terlihat pada tabel 2.3)dan T2MOD (terlihat pada tabel 2.4) untuk Timer 2. pasangan register RCAP2H dengan RCAP2L adalah register yang di tangkap (capture) atau diisi (reload) kembali ke Timer 2 di 16 bit dalam capture mode atau 16 bit auto reload mode.

44 Tabel 2.3. T2CON-Timer / Counter 2 Control Register

Interrupt Registers Secara individu bit interrupt enable ada dalam register IE (Interrup enable).

45 Tabel 2.4 AUXR: Auxiliary Register

Tabel 2.5 AUX R1 : Auxiliary Register 1

46 Dual Data Pointer Register Untuk memudahkan akses dua-duanya, internal dan external dari memori data, dua tumpukkan dari 16 bit Data Pointer Register menyediakan DP0 pada SFR di lokasi alamat 82 H - 83 H dan DP1 pada lokasi 84 H – 85 H. Bit DPS = 0 dalam SFR AUX R1 memilih DP0 dan Bit DPS = 1 memilih DP1. User seharusnya selalu meng inisial bit DPS ke nilai yang tepat sebelum akses ke masing-masing data Pointer Register. Power Off Flag Power Off Flag (POF) berlokasi di bit 4 (PCON.4) dalam PCON SFR, POF di set ke nilai 1 selama listrik di nyalakan. POF bisa di set dan istirahat dalam software control dan tidak dapat dipengaruhi dengan reset. Memori secara umumnya Alat MCS 51 mempunyai ruang alamat yang terpisah untuk memori program dan memori data. Pengalamatan bisa Sampai 64 kbytes setiap dari eksternal memori program dan memori data. Memori Program Jika pin EA terhubung ke ground, semua program yang terambil di arahkan ke eksternal memori. Pada AT 89S52, jika EA terhubung ke Vcc, program di tarik ke alamat 0000H sampai 1FFFH di arahkan ke internal memory dan di tarik ke alamat 2000H sampai FFFFH ke eksternal memori.

47 Memori Data IC AT 89S52 meng implementasikan 256 bytes besaran alamat pada chip RAM. 128 bytes teratas menempati ruang paralel alamat-alamat pada Special Function Register. Ini berarti yang 128 bytes ini mempunyai ruang alamat yang sama dengan SFR tetapi secara fisik terpisah dengan ruang SFR. Sewaktu instruksi akses ke lokasi internal diatas alamat 7F H, mode alamat di gunakan dalam instruksi yang di tetapkan dimana CPU bisa mengakses 128 bytes teratas dari RAM atau dari ruang SFR. Dimana instruksi menggunakan langsung akses alamatalamat dari SFR. Untuk contoh, bisa dilihat instruksi pengalamatan langsung dari SFR di alamat 0A0H ( P2 ) sebagai berikut; Mov 0A0H, #data. Dimana instruksi itu menggunakan indirect addressing mengakses 128 bytes teratas dari RAM. Sebagai contoh bisa dilihat indirect addressing instruction berikut, dimana R0 berisi 0A0 H, akses data byte di alamat 0A0 H, dari pada P2 dimana alamatnya adalah 0A0 H. Mov @R0, #data. Stack operasi ada di indirect addressing, jadi 128 byte teratas dari data RAM berfungsi sebagai ruang Stack.

48 Watchdog Timer (One time Enable dengan Reset out) Watch dog timer dimaksudkan sebagai metode pemulihan dalam situasi dimana CPU mungkin menjadi pokok dari kerusakan software. dimana mencegah terjadinya hang, jika tidak memenuhi waktu yang di tentukan dalam perintah-perintah program yang di jalankan maka akan compile program di reset dan mulai dari awal. WDT terdiri dari 13 bit counter dan watchdog Timer reset (WDTRST) SFR. WDT set awal untuk membuat disable dari exiting reset. Untuk membuat enable WDT, user harus menulis 01E H dan 0E1 H dalam urutan pada WDTRST register (SFR berlokasi di 0A6H). sewaktu WDT berfungsi, WDT akan menambah setiap machine cycle sementara osilator sedang berjalan. Periode masa habis WDT tergantung pada eksternal clock frequency. Disana tidak ada jalan untuk disable WDT kecuali melalui reset (salah satu dari reset hardware atau WDT over flow reset). Sewaktu WDT berlebihan arus (over flow), WDT akan membuat output Reset aktif (High Pulse) pada pin RST (reset). Cara menggunakan WDT Untuk membuat enable WDT, user harus menulis di lokasi 01EH dan 0E1H dalam urutan pada WDTRST register (SFR berlokasi di 0A6H). sewaktu WDT enable, kebutuhan user untuk menugaskan WDT dengan menulis pada lokasi 01EH dan 0E1H pada WDTRST untuk menghindari WDT over flow. Counter 13 bit belebihan arus sewaktu mencapai 8191 (1FFFH), dan ini akan meng reset ICnya. Sewaktu WDT enable, WDT akan menambah setiap machine cycle sementara osilator sedang berjalan. Ini berarti user harus reset WDT setidaknya setiap 8191 (1FFFH) machine cycles.untuk meng reset WDT maka user harus menulis 01E H dan 0E1 H pada WDTRST. Dimana WDTRST merupakan write only register. WDT counter tidak bisa di baca ataupun di

49 tulis. Sewaktu WDT overflows, WDT akan menghasilkan pulsa output reset pada pin RST. Durasi Pulsa RST adalah 96 * Time OSC, dimana TOSC = 1 / FOSC. Untuk membuat penggunaan terbaik dari WDT, WDT seharusnya di layani dalam bagian dari kode, itu akan secara periodik akan di laksanakan bersamaan dengan waktu akan di butuhkan, untuk mencegah dari WDT reset. WDT selama power down dan idle ( berhenti /tidak melakukan apa-apa ) Dalam power down mode, osilator berhenti, dimana berarti WDT juga berhenti. Sementara dalam power down mode, user tidak perlu menugaskan WDT. Di sana ada dua metode jalan keluar dari power down mode yaitu; dengan reset hardware atau melalui level aktif eksternal interrupt dimana memungkinkan lebih dulu memasuki mode power down. Sewaktu power down eksis dengan reset hardware, penugasan WDT seharusnya terjadi seperti normalnya dimana kapanpun IC AT89S52 di reset. Keluarnya power down dengan interrupt secara signifikan berbeda. Interrupt bertahan rendah cukup panjang untuk membuat osilator tetap stabil. sewaktu interrupt diajukan tinggi, interrupt di layani. Untuk mencegah WDT dari mereset IC sementara pin interrupt tertahan rendah (low). WDT tidak akan mulai sampai interrupt bernilai tinggi (high / 1).dianjurkan WDT di reset selama pelayanan (service) interrupt untuk penggunaan interrupt untuk keluar dari power down mode. untuk memastikan WDT tidak overflow dengan beberapa keadaan dari keluaran power down, terbaiknya me reset WDT hanya sebelum memasuki power down mode. Sebelum ke dalam idle mode, bit WD idle dalam SFR AUXR di gunakan untuk menentukan apakah WDT terus menghitung jika WD enable. WDT tetap menghitung

50 selama IDLE (WD idle = 0) sebagai keadaan awal.untuk mencegah WDT dari peng resetan IC AT89S52 sementara dalam idle mode, user seharusnya selalu set waktu dimana secara periodik keluar dari IDLE, service WDT dan masuk kembali ke idle mode. Dengan WD idle bit enable, WDT akan berhenti menghitung dalam idle mode dan kembali menghitung yang sedang berlangsung dan keluar dari IDLE. Timer 2 Timer 2 adalah 16 bit Timer / counter dimana bisa beroperasi sebagai salah satu dari timer atau counter. Type dari operasi di pilih oleh bit C/ T2 dalam sbuah SFR T2CON yang bisa dilihat pada tabel 2.3. timer 2 operasi bisa ber mode capture . Timer 2 terdiri 8 bit register. TH2 dan TL2. dalam fungsi timer. Register TL2 bertambah setiap machine cycle. Sejak machine cycle terdiri dari 12 periode osilator, hitungannya 1/12 dari frekwensi osilator. dalam fungsi counter, register bertambah dalam respon transisi 1 ke 0 bersamaan dengan pin eksternal input, T2. sejak dua machine cycle (24 periode osilator) di butuhkan untuk mengenal transisi 1 ke 0, penilaian atau ukuran perhitungan maksimum adalah 1 /24 dari frekwensi osilator. Untuk memastikan level yang sudah di berikan sebagai percobaan min 1 kali sebelum berubah., level seharusnya tertahan setidaknya selama 1 machine cycle penuh.

51 Timer mode capture

Gambar 2.11.Timer capture mode Dalam timer mode capture, 2 pilihan terpilih oleh bit EXEN2 dalam T2CON . bit ini kemudian bisa di gunakan untuk membangkitkan sebuah interrupt. Jika EXEN2 = 1, Timer 2 menunjukkan operasi yang sama, tapi transisi 1 ke 0 pada eksternal input T2EX juga menyebabkan nilai yang sekarang dalam TH2 dan TL2 di tangkap ke dalam RCAP2H dan RCAP2L berturut-turut. Dalam penambahan transisi pada T2EX menyebabkan bit EXF2 dalam T2CON di set.bit EXF2 seperti TF2, bisa menghasilkan interrupt. Interrupts IC AT89S52 mempunyai 6 vector interrupt; dua eksternal interrupts ( INT0 dan INT1 ), 3 timer intterups ( Timer 0,1 dan 2) dan serial port interrupt.

52 Bisa dilihat gambar 2.12 sebagai berikut;

Gambar 2.12. Interrupt. Setiap dari sumber interrupt ini bisa secara individu menjadi enable atau disable dengan setting atau clearing bit dalam SFR (Special Function Register IE). IE juga berisi bit disable, EA dimana men disable semua interrupt dalam waktu sekali. Interrupt timer 2 di hasilkan oleh logical OR dari bit TF2 dan EXF2 dalam register T2CON. Tidak ada dari flags yang clear oleh IC sewaktu servis rutin di vector. Servis rutin mungkin dapat menentukan apakah TF2 atau EXF2 yang menghasilkan interrupt dan bit tersebut akan di hapuskan dalam software. Flag Timer 0 dan Timer 1 di set pada S5P2 dari putaran dimana timer overflow. Nilainya kemudian di tarik oleh sirkuit dalam putaran selanjutnya. Bagaimanapun flag

53 timer 2, TF2 di set pada S2P2 dan ditarik dalam putaran yang sama dimana dalam keadaan timer overflows. pada table berikut menunjukkan posisi bit IE.6 tidak dilaksanakan. Dalam IC AT 89S52, bit posisi IE.5 juga tidak terlaksanakan. bit2 tersebut mungkin akan di fungsikan pada produk AT89 berikutnya. Tabel. 2.6. Interrupt Enable (IE) register

54 Karakteristik Osilator XTAL1 dan XTAL2 merupakan input dan output masing-masing dari inverting amplifier bisa digunakan sebagai IC osilator. Dimana gambarnya sebagai berikut;

Gambar 2.13 hubungan-hubungan Osilator tidak ada kristal kwarsa atau keramik resonator yang di gunakan. Untuk mengendalikan kristal dari sumber eksternal clock, XTAL2 seharusnya di biarkan tidak terhubung sementara XTAL1 di kendalikan.

55 Seperti terlihat pada gambar 2.14 berikut ;

Gambar 2.14 konfigurasi eksternal clock drive disana tidak ada persyaratan pada duty cycle dari sinyal eksternal clock, input pada sirkuit internal melalui clock terbagi dua flip-flop. Tapi spesifikasi waktu minimum dan maksimum tegangan tinggi dan rendah harus diamati. Idle Mode Dalam idle mode, CPU menonaktifkan sendiri sementara sekeliling chip tetap aktif. Idle mode di aktifkan melalui software. Isi dari RAM chip dan semua register idle mode SFR tetap tidak berubah selama idle mode. Idle mode dapat diakhiri dengan beberapa enable interrupt atau dengan me reset hardware. Sewaktu idle mode di hapuskan oleh reset hardware, IC kembali ke eksekusi program, tempat dimana program ditidurkankan, naik ke dua machine cycle sebelum internal reset algorithm mengambil kendali. Pada perangkat keras IC mencegah idle mode masuk ke internal RAM tapi akses ke pin port di perbolehkan.

56 Power Down mode Dalam power down mode, osilator berhenti, dan instruksi meminta power down menjadikan intruksi tersebut instruksi terakhir yang di laksanakan. Pada chip RAM dan SFR menahan nilainya sampai mode power down terhapus. keluar dari power down mode bisa melalui dengan reset hardware atau enable external interrupt. Reset tidak berfungsi sampai VCC kembali dalam keadaan normal dan harus aktif panjang untuk membuat osilator me restart dan men stabilisasi. Tabel. 2.7 Mode Power Down

Programming penyinaran dengan mode parallel IC AT89S52 di kirimkan dengan penyinaran sendiri dalam memori array yang siap di program. Program antar IC dengan IC lainnya memerlukan tegangan 12 volt, sinyal program enable dan cocok dengan penyinaran konvensional atau EPROM pemrogram. IC kode memori array AT 89S52 di program byte per byte. Algoritma memprogram dengan model paralel Sebelum memprogram IC AT 89S52, alamat, data, dan sinyal kontrol seharusnya di set menurut tabel 2.8 penyinaran mode pemrograman dan gambar 2.7. dan 2.8. langkahlangkah untuk memprogram ICAT89S52 sebagai berikut; 1. masukan lokasi memori pada deretan baris alamat. 2. masukan data byte yang tepat pada deretan baris data. 3. Aktifkan kombinasi yang benar dari sinyal kontrol.

57 4. naikkan EA/Vpp sampai 12 V 5. Pulsa ALE / PROG sekali untuk memprogram byte dalam penyinaran array . dalam byte menulis mempunyai waktu sendiri dan biasanya sekitar 50 µs. 2.6.3 Konfigurasi PIN ISP IC AT89S52 dalam skripsi ini alat PLC bisa berkomunikasi dengan dua cara, yaitu ; 1. melalui ISP AT89S52 2. melalui RS 232 hanya di demokan memakai komunikasi ISP, dimana keunggulannya IC AT89S52 bisa di program langsung dari komputer tanpa di download ke ATMEL writer Programming penyinaran dengan mode serial Dalam kode array memori bisa di program menggunakan Serial ISP (In System Programming) pada gambar. 2.14 sebagai antarmuka sementara RST di tarik ke Vcc. Serial antarmuka terdiri dari pin-pin; SCK, MOSI (Master output Slave input) dan MISO (Master input Slave output). Setelah reset di beri logika high (1), instruksi enable program butuh di laksanakan dulu sebelum operasi lain di laksanakan . sebelum urutan program ulang terjadi, operasi penghapusan dalam chip di butuhkan. Dalam operasi penghapusan chip kembali pada isi setiap lokasi memori dalam kode array dalam FFH. Sistem eksternal clock bisa di sediakan pada pin XTAL 1 atau kristal butuh untuk di hubungkan melintasi pin-pin XTAL 1 dan XTAL 2. maksimum frekwensi serial clock (SCK) seharusnya di bawah 1/16 dari frekwesi kristal. Dalam osilator alat PLC skripsi Dengan clock osilator 11 Mhz, maksimum frekwensi SCK adalah 0,68 MHz.

58

Gambar 2.15 penyinaran memori dengan mode serial ISP

Gambar 2.16 data mode serial ISP dalam bentuk gelombang Serial programming instruksi set bisa di lihat data sheet AT89S52.

59 Untuk karakteristik tegangan DCnya bisa di lihat pada tabel 2.8 berikut : Tabel 2.8 karakteristik tegangan DC

60 2.7 RS 232 Dan PIN Konfigurasi

Gambar 2.17 konfigurasi PIN RS 232

Gambar 2.18 diagram fungsional

61

Gambar 2.19 gambar fisik RS 232 DB 9

Tabel 2.9 DB9 Cable Connections Commonly Used for EIA/TIAE-232E and V.24 Asynchronous Interfaces

Gambar.2.17 diagram diatas merupakan bagian-bagian besar dari elemen-elemen dari RS232. Rangkaian diagramnyanya terbagi menjadi 3 bagian yaitu; pengganda tegangan dan pembalik nilai kutub tegangan , Dual transmitter, Dan Dual receiver. RS 232 diberikan tegangan masukan tunggal 5 V. dalam IC max 232input dan outputnya uda terlindungi dari ESD (electrostatic discharge shock).

62 Tabel 2.10. PIN DESCRIPTIONS RS 232

No PIN

Nama PIN

Keterangan Fungsi PIN

1

C1 +

Eksternal kapasitor (+) untuk internal pengganda tegangan

2

V+

Tegangan dalam yang digandakan menjadi 10 V

3

C1 -

Eksternal kapasitor (-) untuk internal pengganda tegangan

4

C2 +

Eksternal kapasitor (+) untuk internal pembalik nilai kutub tegangan

5

C2 -

Eksternal kapasitor (-) untuk internal pembalik nilai kutub tegangan

6

V-

Tegangan dalam 10 V yang diinvert menjadi - 10 V

7

T2 out

Transmitter RS 232 output ke 2, dengan tegangan ± 10V.

8

R2 in

Receiver RS 232 input ke 2 dengan impendasi 5k pull down resistor ke ground.

9

R2 out

Receiver 2 TTL / CMOS output

10

T2 in

Ransmitter 2 TTL / CMOS input dengan impendasi 400k pullup resistor ke VCC.

11

T1 in

Ransmitter 2 TTL / CMOS input dengan impendasi 400k pullup resistor ke VCC.

12

R1 out

Receiver 1 TTL / CMOS output

13

R1 in

RS 232 Receiver input ke 1 dengan impendasi 5k pull down resistor ke ground.

14

T1 out

RS 232 Transmitter 1 output ± 10V (typical)

15

GND

Supply Ground

16

Vcc

Positif Power supply + 5V ± 10 %

fitur – fitur dari IC RS 232 sebagai berikut; + membutuhkan power supply VCC sebesar 5 volt + mempunyai rangkaian menggandakan tegangan dan pembalik nilai tegangan + mempunyai 2 transmitter dan 2 receiver

63 + Receiver RS 232 meningkatkan noise Rejection.

Gambar. 2.20 Receiver output enable and disable timing. Input Voltages; T1in,T2in bisa mendapat tegangan dari – 0,3 V hingga 0,3 V R1in,R2in bisa mendapat tegangan hingga 30V Output Voltages; T1out,T2out bisa mengeluakan tegangan dari – 0,3 V sampai 3 V R1out,R2out bisa mengeluarkan tegangan dari – 0,3 V sampai 3 V [1]

64

Gambar. 2.21 Dual Charge Pump Dalam sirkuit yang equivalent bisa digambarkan dalam gambar 2.20 diatas. rangkaian ini terdiri dari dua bagian charge pumps dimana dalam clock internal ada bagian yang menghasilkan tegangan ganda sebesar 10 V,dan ada bagian yang menghasilkan nilai balik dari tegangan -10V, rangkaian ini memakai osilator berfrekwensi 16 Khz. Dalam bagian pertama bisa lihat pada gambar 3.5 kapasitor C1 terisi dengan tegangan VCC dan ditambahkan atau di jumlahkan keVCC yang lain, di bagian V+ terhubung lagi dari VCC secara internal melalui RL 1 k ohm pull down resistor, yang menghasilkan sinyal yang akan melalui C2 di V+ sama dengan 2 kali VCC, di waktu yang sama C3 terisi 2VCC dan ketika di lalui ground dan – VCC melalui C4 maka kutub nilai tegangannya jadi membalik menjadi – 2 VCC. Tegangan VCCnya yang diterima sampai dengan 5.5V.

65 impedansi output dari bagian pengganda tegangan sekitar 200 ohm dan impendasi output dari bagian pembalik kutub nilai tegangan sekitar 450 ohm. Naiknya nilai C1 dan C2 akan merendahkan nilai impedansi dari pengganda tegangan dan pembalik kutub nilai tegangan dan menambah nilai dari kapasitor2, C3 dan C4 mengecilkan ripple dari tegangan + V dan – V. Transmitter Transmitter input dari rangkaian system minimum TTL / CMOS,yang ditransfer ke RS 232 melalui Transmitter output. input berlogika 1 ketika berada dalam tegangan -5 V sampai - 0,61 V dan berlogika 0 berada dalam tegangan -0,6 V sampai dengan 5 V. Threshold sekitar 26% dari VCC = 5 V menjadi sebesar 1.3 V. Setiap transmitter input mempunyai resistor internal 400k ohm pull up,jadi setiap input yang tidak digunakan tetap tidak terhubung dan output kembali menjadi low state. Tegangan keluaran RS 232 sekitar 5 V dengan kondisi terburuk,kedua transmitter mempunyai minimum load impedansi sebesar 3 k ohm. Transmitter mempunyai batasan internal output slew rate kurang dari 30 V/ µs. Hubungan singkat dari output di lindungi dan terhubung pasti dengan ground. Dimana schematicnya bisa di lihat pada gambar 3.1.5.e.

Gambar 2.22 transmitter and slew rate definition

66 Receivers Receiver input menerima tegangan sampai dengan 3 0 V selagi bekerja, receiver membutuhkan impedansi input dari 3 k ohm sampai 7 k ohm sekalipun tegangan power supply mati ( Vcc = 0 V). Receiver mempunyai threshold input yang typical 1.3 V dimana batasan ± 3V, di kenal sebagai bagian transisi dari spesifikasi RS 232. Receiver berlogika 0 berada dalam tegangan 0,81 V sampai sebesar VCC, dan berlogika 1 berada dalam tegangan -30 V sampai dengan 0,8 V. bisa dilihat pada gambar 2.23 dibawah ini;

Gambar. 2.23 Receiver dan Propagation delay definition Receiver input Threshold RS 232 mempunyai batasan pasti untuk Tegangan Threshold dari 0,8 V sampai 2,4 V yang memastikan saat berhubungan dengan ground output mendapat logika 1. 5 k ohm tahanan input yang terhubung ke ground juga untuk memastikan output berlogika 1.

67 Pemilihan kapasitor Kapasitor 1 µF yang dianjurkan jenis keramik,aluminium dan tantalum dan kapasitor 0,1 µF yang dianjurkan jenis keramik di electric. Gunakan kapasitor yang bernilai tinggi (up to 10 µF) untuk mengurangi impendansi output pada tegangan V+ dan –V, dimana sangat bagus untuk penyimpanan tegangan yang diambil dari V+ dan – V. peningkatan nilai kapasitor dari charge pump membantu menjaga daya guna sewaktu power di ambil dari V+ dan – V. Data rates Data rate transceiver bisa lebih dari 120 kbps. Kecepatan data juga di pengaruhi dari beban kapasitas dari keluaran Transceiver. Perlindungan terhadap ESD (Electrostatic Discharge Shock) Perlindungan terhadap semua pin dari lonjakan elektrostatik discharge yang di hadapi selama pemasangan dan perawatan. Bagian keluaran dan receiver input mempunyai perlindungan ekstra dari lonjakan electrostatic sebesar ± 15 kv tanpa menyebabkan kerusakan. ESD bias terjadi pada saat : beroperasi normal,saat shut down atau saat listrik power dimatikan.

68 2.8 IC ULN 2803 Dan PIN Konfigurasi Logic diagram IC ULN 2803 And PIN Configuration

Gambar. 2.24. PIN and Schematic Circuit ULN 2803 Pada gambar 2.24 IC ULN 2803 ini memakai 8 pasang transistor darlington dimana transistor dengan difungsikan sebagai saklar, dimana jika ada arus basis maka saklar tertutup dan jika tidak ada arus basis maka saklar terbuka. arus keluaran bisa mencapai sampai 500 mA dan tegangan keluaran bisa mencapai sampai dengan 50 V. PIN output bisa di parallel . IC ULN 2803 berisi 8 transistor dengan common emitor yang terintegrasi dengan 8 diode dengan common katoda berderet untuk induksi beban. Untuk setiap transistor mempunyai arus beban puncak dari 600 mA dan bisa bertahan lebih. Dalam IC ULN 2803 memiliki tahanan dalam sebesar 2,7 k ohm untuk TTL 5 V

69 dan CMOS,dan dikemas dalam 18 kaki PIN yang dibuat dengan timah tembaga dan dibuat mudah untuk ditaruh papan PCB.

2.9 Optoisolator 4N25 Dan PIN Konfigurasi

Gambar 2.25 PIN IC 4N25

Gambar 2.26. Skematik dan Rangkaian Uji Opto coupler IC 4N25 [13] Fitur-fitur dari optocoupler 4N25 + Dioda yang dipakai menggunakan bahan gallium kemudian di infrakan yang bergandengan dengan phototransistor yang berjenis NPN. + memiliki arus transfer langsung yang tinggi + mempunyai perlindungan dari tegangan tinggi

70 + mempunyai frekwensi pergantian yang tinggi + mempunyai 6 kaki pin dengan berat fisik 0,52 gram + Maximum ratings pada suhu 25ºC + peak input to output voltage = 2,5 kv + VCE = 70 V + VEC = 7V + VEB = 7V + tegangan reverse dioda input = 3V + arus maju dioda input = 80 mA + peak arus maju dioda input (tw : 300 µs, duty cycle 2%) = 3A

2.10 Teori, Arti dan Pengertian Optocoupler opto copupler sangat berguna untuk pengiriman sinyal data kontrol maupun digital Dan siyal analog bisa dikirim melalui lebar pulsa modulasi. Optoisolator (optical isolator) atau optocoupler (photocoupler) adalah alat yang merupakan kombinasi dari alat sumber emisi cahaya (pancaran electron berupa cahaya) dan detektor fotosensitif yang terbungkus menjadi satu. Dalam optocoupler berisi foton yang berpasangan atau bergandengan, kopeling atau perangkai tercapai melalui sinar yang di bangkitkan pada satu sisi dari celah penyekat transparan dan di deteksi di sisi lain dari celah tanpa berhubungan dengan listrik dari kedua sisi tersebut. (mungkin ada sedikit dari kapasitas perangkai). [14]

Dimana gambar fisiknya bisa di lihat pada gambar 2.27 berikut;

71

Gambar 2.27 Konstruksi Fisik Optocoupler Dimana keterangan nomornya sebagai berikut; 1. Pandangan fisik luar. 2. Pandangan fisik dalam. 3. Ketebalan penyekat dan jarak ketebalan internal. 4. Jarak udara dan ruang udara antara input dan output . Sumber cahaya yang menghubungkan dari LED ke transistor.

Gambar 2.28 Diagram Skema Optoisolator

72 Bisa dilihat pada gambar 2.28 diatas, Sewaktu sinyal input masuk ke input optoisolator maka LED menyala dan mengeluarkan sinar, dan sinar yang dibangkitkan oleh infra merah LED (Light Emitting Diode), melewati batas isolasi optocoupler ke foto detektor yang dimana listrik tidak bisa lewat dan detektor sinar tersebut menggunakan foto transistor kemudian sinyal output keluar dari foto transistor, sinar LED masuk ke basis foto Transistor melalui udara, banyaknya arus yang di terima oleh basis foto transistor tergantung intensitas sinar LED nya. Emiter dari transistor di hubungkan dengan sumber tegangan Vcc. Dan foto transistor bekerja sebagai saklar dan outputnya diambil pada kaki emitter dimana jika ada sinyal masukan pada basis maka output terhubung dengan ground, jika tidak ada sinyal masukan pada basis maka output mengeluarkan tegangan.. Puncak sensitif dari material silikon terletak pada panjang gelombang emisi dari LED, memberikan sinyal maksimum kopeling. Semuanya ada dan bekerja pada sebuah optocoupler atau optoisolator. Semua IC optocoupler bekerja dalam frekwensi tertentu. Umumnya sebuah IC optocoupler dengan single output phototransistor dapat mempunyai bandwidth sinyal frekwensi dari 200 – 300 khz. IC optocoupler pada umumnya yang dipakai mempunyai 4 kaki pin, optocoupler bisa bertahan sampai ratusan volt.

73

Parameter Opto-Isolator Tegangan kolektor - emiter Yang dipakai tegangan VCE cut off dalam keadaan basis tidak di aliri tegangan dan arus kolektor saturasi disaat basis foto transistor di sinari dari LED. Jarak Creepage Secara fisik seberapa jauh percikan tegangan dapat berjalan mengelilingi bagian luar bungkusan optocoupler. Jika sampai ter kontaminasi berikan resistor output yang lebih kecil. Arus maju Arus yang di berikan oleh LED, secara khas opto coupler membutuhkan arus min 5mA untuk menggerakkan foto transistor. Tegangan Maju Tegangan yang masuk melewati LED sampai mrnyala, untuk mulai menggerakkan LED diberikan tegangan 0.7V, dan secara khas LED diberi tegangan diatas 1V. Arus gelap kolektor Arus yang dapat mengalir melewati output foto transistor sewaktu dalam keadaan mati. Arus elektroda yang mengalir kalau tidak ada arus penyinaran jatuh kepada foto transistor, kuat arus itu bergantung kepada suhu Tegangan saturasi kolektor - emiter Tegangan antara kolektor dengan emiter waktu output transistor dalam keadaan penuh (saturasi / jenuh).

74 Tahanan Isolasi Tahanan dari bagian input terhadap bagian output. Dan seharusnya nilai tahanannya sangat tinggi. Waktu respon Waktu bangkit dan waktu jatuh adalah waktu tegangan keluaran dari 0 sampai maksimum. Waktu bangkit sangat tergantung pada beban resistor, sejak di tarik keluar Minimal tahanannya 100 ohm. Frekwensi Cutoff Frekwensi ini merupakan frekwensi tertinggi dari gelombang segi empat yang bisa di berikan melalui opto isolator. Benar – benar frekwensi dimana tegangan keluaran (output) hanya diayunkan setengah amplitudo dari level tegangan DC (- 3 db = setengah) oleh karena itu ada hubungan antra waktu bangkit dengan waktu jatuh. Current Transfer Ratio (CTR) Rasio ini dari seberapa besar arus kolektor dalam keluaran (output) transistor yang bisa memberikan nilai pasti dari arus maju dalam bagian input LED. Ini sangat di pengaruhi dari seberapa dekat LED dengan foto transistor dalam optocoupler, seberapa efesien dari dua alat tersebut, dan faktor lainnya. Dalam kenyataan tidak konstan tapi bervariasi sesuai dengan arus maju LED.

Gambar diagram Blok konfigurasi optocoupler bisa di lihat pada gambar 2.26 berikut;

75

Gambar 2.27 Konfigurasi Diagram Blok Optocoupler jadi input dari optocoupler adalah Dioda LED yang berguna sebagai penerima data, dan outputnya bisa berupa transistor, foto dioda, foto transistor dan foto IC yang berguna sebagai pengirim data, karakteristik input akan sama, dimana karekteristik bisa dilihat pada gambar 2.27 dibawah ini;

76

Gambar 2.29 Karekteristik Dioda LED Threshold arus bias maju mendekati 1 Volt, dan arus bertambah secara eksponen. Arus IF (Arus dioda forward) mulai naik antara 1 mA sampai 100 mA dikirim pada tegangan VF di antara 1.1 sampai 1.3 Volt. . Arus IR (Arus dioda reverse) mulai naik antara 1 mA sampai 100 mA dikirim pada tegangan VR di antara 13 sampai 14.2 Volt.

Contoh Gambar rangkaian elektronika sederhana dengan menggunakan optocoupler 4N25 sebagai berikut;

77

Gambar 2.30. Rangkaian Sederhana dengan Menggunakan Opto 4N25 Dari gambar 2.30 diatas jenis optoisolator diatas menggunakan foto transistor sebagai keluaran. Merupakan optoisolator termurah dan tentunya mempunyai kekurangan. waktu bangkit sinyal gelombang output optocoupler lebih lambat dari waktu jatuh sinyal gelombang output karena sinyal tegangan sebelum ke output melewati 4K7 pull up transistor, jika waktu sinyal bangkit output ingin di percepat maka nilai tahanan resistor ini bisa dikurangi. Waktu LED terlewati arus 10mA, maka LED akan nyala dan menyinari ke foto transistor dan kemudian menghasilkan sinyal output. Yang menghasilkan 0 V atau sama dengan ground. Ada sisa-sisa elektron dari LED yang tidak bisa di kirimkan ke foto transistor. Optocoupler bisa juga mengirim sinyal PWM (pulse width modulation).

Untuk menghasilkan output yang diinginkan, oleh karena sinar LED hanya mengenai basis foto transistor maka bagian emitter foto transistor di berikan tegangan 12 V.

78 2.11.1 Relay Relay adalah sebuah saklar yang beroperasi secara elektrikal dengan elektromagnet yang mengatur hubungan buka atau tutup dari rangkaian elektronika luar. Arus yang mengalir melalui lilitan dari relay membuat medan magnet dimana menarik terdapat dua posisi saklar yang berbeda. Jika nyala maka lilitan dialiri listrik sehingga besi yang dililiti menjadi magnet. Waktu arus mengalir melalui lilitan, menghasilkan medan magnet yang menarik armatur (material fero magnet yang di gunakan untuk mengkoneksikan kutub – kutub magnet) secara mekanik yang terhubung dengan besi penggerak.dan besi itu bergerak. Waktu arus tidak nyala lagi pada lilitan, gerakan armatur di kembalikan oleh gaya, kira – kira setengah se keras dengan gaya magnet dalam posisi keadaan tenang. Biasanya ini adalah per atau pegas. Kebanyakan relay beroperasi dengan cepat. Menggunakan catu daya yang rendah, mengurangi kebisingan dan mengurangi terjadi percikan listrik. Jika lilitan di aliri tegangan DC, biasaya dioda di pasang pada lilitan dengan melintasi sebuah relay, untuk membuang energi dari kegagalan medan magnet dalam keadaan tidak aktif, yang bisa membangkitkan percikan tegangan yang mungkin bisa merusak komponen pada sirkuit. Jika lilitan di rancang untuk bisa di bangkitkan dengan tegangan AC, cincin tembaga kecil dapat berkerut pada ujung kumparan solenoid (kalau dialiri arus menjadi elektromagnet). Cincin pembuat bayangan ini membuat arus kecil dalam fase yang berbeda – beda, dimana menambah tarikan minimum pada armatur dalam perptaran tegangan AC. [15] Sangat banyak macam jenis relay, yang di pakai pada skripsi PLC ini relay yang ber jenis solid state relay Solid-state relay

79

Gambar.2.31. Solid State Relay

Solid State Relay (SSR) ini merupakan komponen elektronik yang beberbentuk zat padat yang memberikan fungsi yang serupa pada sebuah relay elektromekanik yang tidak mempunyai armatur atau benda – benda yang bergerak. Menambah masa tahan uji.

Solid State Contactor Relay Solid state contactor ini merupakan solid state relay yang mempunyai fungsi lebih berat, termasuk penenggelaman panas, di gunakan sebagai penggantian panas elektrik, motor elektrik yang kecil dan pembebanan cahaya. Dimana perputaran on / off sering di butuhkan. Tidak ada benda –benda yang bergerak kelihatan keluar dan tidak ada hubung keras langsung dengan getaran. Dalam PLC bisa di kontrol dengan sinyal AC maupun DC.

Relay mengijinkan satu sirkuit untuk diganti ke sirkuit ke dua di mana secara lengkap terpisah dari yang pertama. Mis; yang satu sirkuit menggunakan tegangan rendah dan yang satu lagi menggunakan tegangan AC yang tinggi. Tidak ada hubungan listrik diantara kedua sirkuit tersebut, hubungannya hanya mekanik dan magnet.

Relay bisa bekerja dengan tegangan operasi 5V, 7V, 9V, 12V dan 24V. Dalam skripsi menggunakan relay yang memakai tegangan 5 V. Dan relay mempunyai tahanan

80 lilitan yang berbeda. Lilitan dari sebuah relay dilewati arus yang relatif besar, kebanyakan IC mikrokontroler tidak dapat menyediakan arus yang besar dan transistor biasanya digunakan untuk menguatkan arus IC yang kecil ke nilai yang lebih yang di butuhkan untuk lilitan relay. Mis; IC 555 mempunyai arus yang besar sekitar 200mA. Maka alat ini dapat menyediakan arus ke lilitan relay secara langsung, tanpa penguatan.

Pole & Throw

Gambar 2.32. Jenis – jenis Pole dan Throw dalam sebuah Relay Relay juga merupakan saklar yang bisa berganti- ganti posisi. Dimana posisi tersebut diatur dalam Pole dan Throw. Pole adalah kutub magnet pada salah satu elektroda sebuah sel elektrolit dan juga sebagai Terminal keluaran pada saklar dimana pole bisa mempunyai lebih dari 1 kutub. Throw adalah merupakan sebuah piranti Penyambung dan pelepas. Pole dan throw bisa di bagi menjadi beberapa golongan, dimana jenis – jenis Pole dan Throw sebagai berikut;

•

SPST - Single Pole Single Throw.

81 Relay jenis SPST ini ada dua terminal yang bisa untuk On atau Off. Total 4 terminal termasuk lilitan. •

SPDT - Single Pole Double Throw. Relay jenis SPDT ini ada tiga terminal. Ini juga merupakan saklar yang bisa berganti posisi. Total 5 terminal termasuk lilitan.

•

DPST - Double Pole Single Throw. Relay jenis DPST ini mempunyai 4 terminal yang merupakan dua pasang single Pole single throw yang digerakkan oleh 1 lilitan. Total 6 terminal termasuk lilitan.

•

DPDT - Double Pole Double Throw. Relay jenis DPDT ini mempunyai 6 terminal yang merupakan dua pasang single pole double throw yang digerakkan oleh 1 lilitan. Total 8 terminal termasuk lilitan.

•

QPDT - Quadruple Pole Double Throw. Relay jenis QPDT ini mempunyai 12 terminal yang perupakan empat pasang single pole double throw yang digerakkan oleh lilitan. Total 14 terminal termasuk lilitan.

Relay yang biasa di gunakan adalah jenis SPDT atau DPDT, dan yang dipakai pada skripsi ini adalah DPDT. Dalam pengaplikasiaannya jenis SPDT atau DPDT bisa di gabung dari beberapa relay jenis tersebut. Mis satu alat bisa terdiri dari 1000 relay DPDT

82 Kebanyakan relay di rancang pada PCB dan di hindari solder langsung ke relay, untuk menghindari kerusakan dari relay yang mungkin bisa membuat bungkusan relay meleleh. Dioda pelindung dalam sebuah Relay Lilitan relay menghasilkan percikan tegangan yang tajam sewaktu relay dimatikan dan ini bisa menghancurkan transistor dan IC dalam sirkuit, dalam skripsi ini bisa merusak IC AT89S52, untuk menghindari kerusakan tersebut maka terhubung dengan dioda pelindung yang melintasi pada lilitan relay dan di hubungkan ke transistor. Dalam skripsi ini pelindungnya memakai IC ULN 2803. dimana pemasangan dioda pada sebuah relay bisa digambarkan sebagai berikut;

Gambar 2.34. Sebuah dioda pelindung pada sebuah relay. Transistor dan IC harus terlindungi dari percikan tegangan tajam yang dihasilkan sewaktu relay di matikan. Gambar 2.34 diatas menunjukkan bagaimana sinyal dioda (dioda 1N4148) terhubung melintasi sebuah lilitan relay untuk melindungi relay. Dimaa dioda di pasang terbalik maka dioda secara keadaan normal tidak menghantarkan listrik. Penghantaran hanya terjadi sewaktu lilitan relay dalam keadaan tidak aktif, dalam momen ini arus mengalir melalui lilitan dan secara tidak merusak di alihkan melalui dioda. Tanpa dioda maka tidak ada arus dapat mengalir dan lilitan akan menghasilkan

83 percikan tegangan yang dapat merusak relay. Dioda dimaksudkan untuk tetap mengalirkan arus.

Gambar.2.33. sirkuit simbol dalam hubungan – hubungan Relay Bisa dilihat pada gambar 2.33 diatas, dimana relay mempunyai nama – nama dalam berhubungan antar saklarnya, sebagai berikut; 1. COM = Common, merupakan bagian tengah Terminal dari saklar yang bergerak. 2. NO = Normally Open (Normalnya Buka), COM terhubung pada sirkuit sewaktu lilitan relay dalam keadaan aktif, dan tidak terhubung pada sirkuit sewaktu lilitan relay dalam keadaan tidak aktif, bisa dilihat pada gambar 2.32, ini dinamakan hubungan bentuk A atau pembuat hubungan. Normally closed sangat bagus untuk aplikasi yang membutuhkan sirkuit tetap dalam terhubung sampai relay dalam keadaan tidak aktif dan pada saat mengganti sumber arus yang tinggi dari alat. Terhubung antara COM dengan NO sewaktu lilitan relay dalam keadaan aktif. 3. NC = Normally closed (Normalnya Tutup), COM terhubung pada sirkuit sewaktu lilitan relay dalam keadaan mati, dan tidak terhubung pada sirkuit sewaktu lilitan relay dalam keadaan aktif, bisa dilihat pada gambar 2.32, ini dinamakan hubungan bentuk B atau pemutus hubungan. Normally closed sangat bagus untuk aplikasi yang membutuhkan sirkuit tetap dalam terhubung sampai relay dalam keadaan aktif. Terhubung antara COM dengan NC sewaktu lilitan relay dalam keaadaan tidak aktif.

84 4. CO = change-over, hubungan yang mengontrol dua sirkuit yang berbeda, dimana yang satu sirkuit dalam keadaan hubungan normally open dan yang sirkuit lainnya dalam keadaan Normally close terhubung dengan Common Terminal. ini dinamakan hubungan bentuk C atau pengganti hubungan. Pengganti hubungan ini bisa juga digunakan sebagai single pole changeover" (SPCO) atau double pole changeover" (DPCO). Perbandingan antara transistor dengan relay Di dalam skripsi ini dalam mengendalikan modul output tidak memakai transistor sebagai penggeraknya, melainkan menggunakan relay. Transistor juga bisa di gunakan sebagai saklar secara elektrik, sebagai saklar arus DC yang kecil ( < 1A ), pada tegangan rendah biasanya transistor pilihan yang lebih baik daripada relay. Bagaimanapun transistor tidak bisa sebagai saklar AC atau dalam bertegangan tinggi dan transistor biasanya bukan pilihan yang baik sebagai saklar arus yang besar ( > 5 ). Dalam keadaan ini relay akan dibutuhkan, tapi transistor masih dibutuhkan sebagai saklar arus dalam lilitan relay. Dimana kelebihan dan kekurangan dari relay sebagai berikut; Kelebihan dari relay terhadap transistor; Beberapa kelebihan yang dimiliki oleh relay dibanding dengan transistor , yaitu: 1. Relay dapat sebagai saklar dalam tegangan DC dan AC, sedangkan transistor hanya bisa sebagai saklar dalam tegangan DC. 2. Relay dapat sebagai saklar dalam tegangan tinggi, sedangkan transistor tidak bisa. 3. Relay merupakan pilhan yang terbaik sebagai saklar dalam arus yang besar ( > 5A).

85 4. Relay bisa sebagai saklar gabungan yang mengganti hubungan-hubungan saklar dalam satu relay yang besar, dalam waktu kejadian yang bersamaan.

Beberapa kekurangan yang dimiliki oleh relay dibanding dengan transistor , yaitu: 1. Relay merupakan komponen besar dibandingkan transistor sebagai saklar dalam arus yang kecil pada sebuah sirkuit. 2. Relay tidak dapat mengganti saklar secara cepat (kecuali relay lidi), tapi transistor bisa bergerak sebagai saklar berkali – kali dalam 1 detik. 3. Relay memakai daya lebih untuk mengalirkan arus melalui lilitan relay. 4. Relay membutuhkan dioda pelindung untuk menhindari percikan tegangan dari lilitan relay, sedangkan transistor tidak usah pakai dioda. 5. Relay membutuhkan arus yang lebih, sehingga masih membutuhkan transistor untuk mengganti arus pada lilitan relay. Relay kebanyakan digunakan pada plan yang berprilaku lamban. Plan berprilaku lamban memiliki arti bahwa reaksi perubahan keluaran plan lambat ketika terjadi perubahan pada masukannya. 2.11.2 Teori Histeresis Dalam Sebuah Relay Perubahan keadaan keluaran relay sangat dipengaruhi oleh keadaan sinyal masukan. Secara ideal saklar dalam relay tertutup jika masukan dikenai sebuah tegangan positif dan akan terbuka kalau tidak ada tegangan masukan. Pada kenyataannya saklar tidak dapat langsung menutup disaat tegangan masukannya berharga positif. Namun

86 dibutuhkan beberapa level tegangan positif masukan, baru saklar tersebut akan betulbetul tertutup. Demikian pula dengan kondisi terbukanya, diperlukan sedikit tegangan negatif sebelum saklar betul-betul terbuka. Kedua level tegangan inilah yang dinamakan sebagai lebar histeresis saklar dalam sebuah relay. Histeresis merupakan titik tegangan dimana saklar dalam relay bisa tertutup atau terbuka. Idealnya relay akan on begitu tegangan masukannya positip dan akan off jika tegangan masukannya negatif. Namun kenyataannya tidaklah demikian. relay itu tidak dapat langsung 'on' begitu tegangan masukannya positip dan tidak langsung 'off' kalau masukannya negatif. Selang jarak 'on' dan 'off' inilah yang dinamakan lebar histeresis. Jika tegangangan negatif melebihi lebar histeresis saklar dalam relay berubah kondisi menjadi 'off'. Namun jika tegangan positif melebihi batas histeresisnya, saklar dalam relay tersebut akan dengan sendirinya berubah menjadi kondisi 'on'. Terbuka dan tertutupnya saklar tidak diubah dengan mengubah lebar histeresis. 2.12.1 Sejarah ladder work Ladder work dibuat pada tahun 1997 oleh tim MicroShadow kemudian dikembangkan dan di tingkatkan dalam software (perangkat lunak) program otomatisasi LadderWork. LadderWork merupakan program tangga pertama atau FBD compiler untuk sistem yang tersimpan dan memperkenankan untuk digunakan pada sistem PLC dengan menggunakan pernagkat keras mikrokontroler 8051. Program LadderWork bisa digunakan pada pabrik – pabrik PLC dalam berbagai perusahaan. 2.12.2 Teori Singkat dan Penjelasan Program Ladder Work. Program Ladder work menyederhanakan cara kerja progam bahasa tangga dengan gambar permukaan yang dikenal dan di sukai pemakai dimana dengan mouse komputer

87 dapat ditarik dan ditaruhkan gambar-gambar objek komponennya dalam lembar kerja, dan menghubungkan semua komponennya dengan kabel dan semuanya terhubung berdasarkan konstruksi program pada modul program. Semuanya bisa di gambarkan dalam program PLC, yang bisa di test semuanya. LadderWork merupakan cara termudah untuk memprogram kontrol otomatisasi. Bahasa standard dalam Ladder work sangat kaku, komponen-komponen ditetapkan dalam satu sel diantara dua rel, dimana sel ini di sebut rung, Bahasa Standard LadderWork memiliki banyak batasan dalam hubungan-hubungannya. Sekarang program LadderWork terdapat editor skematik yang sangat kuat. Komponen-komponen dapat di tempatkan di mana saja dan tidak ada batasan pada arus balik hubungannya. Skematik LadderWork menampilkan sirkuit elektronik dalam lembar kerja. Sekarang LadderWork mempunyai tambahan komponen yang berupa port logika dan flip-flop, Program ladderWork sangat membutuhkan user yang benar-benar berpengalaman dan menguasai dalam logika aljabar boolean. Dengan ladderWork tidak perlukan untuk menguasai bahasa assembly, interupt dan arsitektur hardware 8051. yang penting bisa menguasai aljabar boolean dan menguasai dalam perancangan setiap rung dalam LadderWork, menguasai dalam penempatan saklar , relay, timer, counter, lampu dan lain-lain.saklar bisa sebagai input, lampu bisa sebagai output, dan relay bisa sebagai pembuat hubungan. Banyak masalah dalam kontrol otomatisasi yang menggunakan LadderWork sebagai solusinya. Dengan Program LadderWork dapat menggunakan IC mikrokontroler dalam pembuatan PLC. Dalam LadderWork ini bisa menggunakan semua jenis mikrokontroler 8051, dan dapat memposisikan setiap sumber I/O portnya. Jadi bisa di set input atau output dari sumber pin setiap port di IC mikrokontroler, dari Port 0.0..0.7 sampai Port 3.0..3.7.

88 LadderWork mempunyai kecepatan kerja yang kecil,sistem yang dibutuhkan adalah minimum. Contoh: dalam kebutuhan sistem hardware 8051 dengan Timer hanya membutuhkan 20 bytes dari internal RAM, termasuk stack (tumpukan) area.

2.12.3 Pengertian dan hubungan-hubungan dalam Program LadderWork LadderWork adalah pengembangan program aplikasi, pengembangan sistem dari bahasa C dan BASIC. Bahasa program lain pada umumnya berdasarkan format tulisan untuk membuat suatu fungsi dalam mengontrol PLC, sedangkan LadderWork menggunakan gambar saklar, relay dan sirkuit elektronik sebagai bahasa programnya. LadderWork dapat digunakan dengan pengalaman program yang sedikit. LadderWork menggunakan intilah-istilah, gambar-gambar yang dikenal oleh teknisi mesin dan elektro. LadderWork lebih bergantung pada simbol-simbol gambar daripada tulisan sebagai bahasa programnya. LadderWork mempunyai perpustakaan yang luas mengenai bahasa Ladder yang bisa mengontrol berbagai macam sistem otomatisasi. LadderWork mempunyai alat pengembangan program. Dan bisa melihat data dan debug pengembangan program secara mudah. LadderWork bisa dibilang merupakan Ladder Logika, ladder logika adalah set instruksi yang menyediakan beberapa servis dari real time, I/O, user interface, dan beberapa servis lainnya yang serupa. Servis-servis ini berhubungan dengan aplikasi PLC. Relay Ladder logika menampilkan kombinasi dari hubungan-hubungan dan lilitan fungsi-fungsi dari AND atau OR. PLC mengubah Ladder logika dari rancangan perangkat keras (hardware design) ditulis dalam bahasa tingkat tinggi, yang dikhusukan

89 untuk proses kontrol logik. LadderWork mendukung banyak tipe struktur programming, termasuk looping, fungsi matematika, aljabar boolean, kontrol PID (proportional integral derivative), dan banyak fitur lainnya. LadderWork ini serupa dengan logika relay, yang mengontrol otomatisasi dan meninjau di pabrik. setiap pabrik mempunyai macammacam variasi ladder logika masing-masing. Fitur PLC ada yang berbeda dengan fitur LadderWork. Kode assembly mikroprosesor akan dibangkitkan dengan memilih compile di tombol menu BUILD. Program LadderWork mempunyai editor skematik yang sangat kuat dengan fitur-fitur lainnya dan bantuan (help). Koding LadderWork sangat efisien. Kode assembly mikroprosesor secara langsung dibangkitkan dengan compiler jadi tidak ada intruksi tambahan yang mempengaruhi hasil output. Dengan LadderWork bisa didapatkan ukuran yang terbaik dan kecepatan koding yang optimal. Program LadderWork menghasilkan kode dalam bentuk hexadesimal sebagai hasil outputnya. Daftar program dan koding assemblnya bisa digunakan sebagai penyusun proses, jadi dapat di cek instuksi demi instruksi dala kode program. Banyak alat PLC di pabrikpabrik yang menggunakan program LadderWork yang dapat langsung di upload dengan menekan tombol UPLOAD. Program LadderWork mempunyai standard diagram Ladder dan alat relay logika. LadderWork mempunyai ekstra komponen seperti port logika dan fungsi-fungsi pemrogram. LadderWork dapat menggunakan memori Internal dan memori eksternal. Dalam Skripsi PLC ini menggunakan Internal ROM dalam menyimpan program LadderWork. Program LadderWork biasa di sebut dengan Virtual Sirkuit, karena gambar dan operasi mereka merupakan tiruan dari sirkuit yang sebenarnya. Bagaimanapun fungsinya sama

90 dengan bahasa pemrograman konvensional. Setiap elemen dari perpustakaan komponen digambarkan sebagai modul dari program. Sewaktu user memilih dan menempatkan komponen baru pada layout proyek sebenarnya dan dihubungkan dengan kabel pada sirkuit, yang secara langsung terhubung modul program berdasarkan konstruksi program

LadderWork Integrated Development Enviroment (IDE)

Gambar 2.35. IDE LadderWork Pada gambar 2.35 di atas menggambarkan lingkungan program LadderWork. LadderWork terintegrasi dalam gambar-gambar dan fitur-fiturnya. Yang dapat di gambar skematik, kompile program dan upload kode untuk menjalankan PLC dalam satu window. [16]

91 Penjelasan secara detail Menu-menu LadderWork Program LadderWork biasanya disebut dengan Virtual sirkuit. LadderWork menggambarkan komponen-komponen yang terhubung dengan kabel yang mewakilkan dari alat PLC, dan yang selalu berinteraksi dengan PLc. Pada Program LadderWork bisa kita operasikan berdasarkan menu-menu yang

ada pada gambar berikut;

Gambar.2.36. IDE LadderWork dengan keadaan awal

92

Gambar 2.37. Gambar Ladder Work dalam keadaan sedang beroperasi Dari gambar 2.37 diatas menampilkan tampilan dari program LadderWork. LadderWork merupakan suatu lingkungan dari status, fitur-fitur, tempat komponen (Component Bar) dan kumpulan komponen yang terhubung salah satu dengan yang lain dengan kabel, yang semuanya terintegrasi menjadi satu, yang bisa di gambarkan skematik, yang bisa di kompile dan di upload di satu window. Berikut ini penjelasan Menu-menunya dan setiap tombol beserta fungsinya; Menu Menu-menu yang ada dalam LadderWork Standard toolbar Standard toolbar merupakan tempat dimana terdapat menu yang mempunyai perintahperintah seperti new, save, load, dan close project. Tool bar

93 Tool bar merupakan window / tempat dimana untuk alat seperti kabel, text, pembesar atau pemgecil dan tempat pengambilan gambar bitmap. Compile bar Compile bar berisi perintah-perintah untuk membangkitkan kode dan perintah lainnya yang berhubungan dengan PLC seperti; compile, upload, run, stop. Componen bar Tempat dimana komponen-komponen berada, yang berguna untuk perancangan PLC dalam LadderWork. Status bar Tempat dimana berisi informasi mengenai status LadderWork. Message window Tempat dimana berisi informasi mengenai status program yang sedang berjalan. Informasi atau pesannya bisa dalam 3 kelas; informasi, peringatan, kesalahan (error). 1. Tempat Peralatan IDE (IDE toolbar) IDE berisi peralatan berupa tombol-tombol yang mempunyai fungsi masing-masing dan status indikasi untuk di kompile (compile), untuk di jalankan (Run) dan debug LadderWork, IDE juga berisi ukuran font (huruf cetakan) dan pilihan warna untuk meng edit LadderWork Dimana bisa dilihat pada gambar 3.37 berikut;

Gambar 3.38 IDE ToolBar LadderWork 2. File

94

Gambar 3.39 Menu File Dari gambar 3.39 diatas menunjukkan bahwa Menu file berisi perintah-perintah seperti New, Open, save dan close project. Dan menu file yang bagian bawah berisi informasi daftar file yang sedang digunakan. New Project Pilihan ini untuk memulai proyek baru, dan proyek sebelumnya pada program LadderWork akan terhapus Open project pertama-tama buka menu File dan pilih tombol Open, cari file yang ingin kita buka yang ber extension PJN Save Project Pilihan ini akan menyimpan proyek yang sedang berlangsung.diperlukan nama sebuah file dan file yang disimpan dengan extension PJN. Save As

95 Pilihan ini bisa untuk menyimpan proyek yang sedang berlangsung dan nama file baru lainnya. File yang disimpan dengan extension PJN. Close Project Pilihan ini untuk menutup proyek yang sedang berlangsung. Print Pilihan perintah ini untuk mencetak gambar skematik pada printer. Print Preview Pilihan perintah ini memberikan gambar persis sama dengan hasil yang akan di cetak. Page Seutp Banyak pilihan untuk memilih jenis kertas pada tombol perintah page Setup.

Print Setup Pilihan ini menentukan jenis printer yang ingin dipakai, ukuran kertas yang ingin di cetak dan orientasi dari cetakan. Exit Keluar dari program LadderWork. 3. Edit

Gambar 3.40 Menu Edit

96 Gambar 3.40 diatas ditampilkan gambar Menu edit, dimana mempunyai kemampuan seperti; copy, cut, paste, dan delete. Undo Perintah ini mengembalikan keadaan sebelumnya dari aksi yang sekarang. Cut Perintah ini memampukan untuk memindahkan komponen atau objek di skematik ke tempat skematik yang lain.

Copy Perintah ini mengijinkan untuk mengkopi komponen atau objek di skematik ke tempat skematik yang lain. Paste Perintah ini menaruh komponen atau objek di skematik yang sebelumnya uda di cut atau di copy. Delete Dengan perintah ini dapat menghapus komponen atau objek dari skematik. Notes Pilihan ini untuk membuka editor kecil, yang berguna untuk memberikan informasi penting mengenai proyek yang sedang di bangun. 4. BUILD

97

Gambar 3.41 Menu BUILD Menu ini berfungsi jika proyek sudah diberi nama filenya.

Compile menu Build dan pilih compile kemudian akan keluar pernyataan dari status kompile, seperti pada gambar 3.42 berikut;

Gambar 3.42 Status Compile dengan tanpa kesalahan Gambar 3.42 diatas menunjukkan hasil kompile, yang menunjukkan hasil kompile tidak ada kesalahan (error), dan window satu lagi menunjukkan laporan kompile. Dan kalau terjadi kesalahan dalam meng kompile maka akan keluar tampilan pada gambar 3.43 berikut;

98

Gambar 3.43 Status compile dengan kesalahan Dengan perintah compile maka dilakukan proses kompile, dan di bangkitkan kode-kode kedalam bentuk hexa desimal.

Upload UpLoad ini memampukan program bisa dimasukkan langsung pada alat PLC melalui RS 232, dalam skripsi ini memakai ISP Atmel untuk memasukkan programnya. Dengan menggunakan memori EPROM sebagai pengisian kodenya. Pilihan Upload bisa dicari pada menu BUILD, kemudian di kompile, bisa juga dua-duanya langsung pada menu BUILD pilih Compile & UpLoad. Untuk ini langsung di jalankan dengan memilih menu BUILD dan pilih tombol Run. Dimana gambar pilihan menunya bisa di lihat pada gambar 3.41 berikut;

99

Gambar 2.44 Menu Upload Banyak model PLC yang memakai program LadderWork yang kode-kodenya bisa di masukkan ke alat PLC. Dalam skripsi menu ini tidak dipakai, karena program lagsung di masukkan pada memori EPROM pada IC AT89S52 dalam alat PLC. Run Pilihan ini yntuk menjalankan program pada alat PLC. Dalam skripsi menu ini tidak dipakai, karena program lagsung di masukkan pada memori EPROM pada IC AT89S52 dalam alat PLC. Stop Pilihan ini untuk memberhentikan program yang sedang dijalankan. Tapi menu ini juga tidak dipakai dalam skripsi. 5. View

100

Gambar 2.45 Menu View Toolbar Piliha menu ini membuka pilihan-pilihan pada sub menu, seperti pada gambar 2.46 berikut;

Gambar 2.46 pilihan-pilihan dari sub menu Toolbar Standard Pilihan ini bisa mengeluarkan menu standard pada window IDE LadderWork, seperti; new, load, save, print, logikal link, grid dan lain-lain.

Tools Pilihan sub menu ini mengeluarkan menu tool pada window IDE LadderWork, seperti; peralatan untuk penempatan komponen seperti kabel, text, pembesar atau pengecil komponen, bitmap dan lain-lain.

101 Compile Pilihan sub menu ini untuk menampilkan menu compile pada window IDE LadderWork, seperti; Compile, upload, run, stop dan lain-lain. Components Pilihan ini untuk menampilkan menu komponen pada window IDE LadderWork. Menu ini berisi komponen-komponen yang akan di tempatkan dalam skematik. Dimana komponen ditempatkan berdasarkan grupnya dan fungsinya. Grid Pilihan ini yang menentukan bintik-bintik pada lembarkerja. Reference Grid Pilihan menu ini untuk menampilkan penunjuk ukuran dalam lembar kerja pada IDE LadderWork. Watch Pilihan menu yang memampukan user untuk melihat keadaan setiap kaki port pada sirkuit elektronik yang dibuat dalam program LadderWork. Options Pilihan menu ini dalam menu View akan memberikan informasi-informasi seperti; nama label setiap komponen pada skematik, logikal link, hubungan-hubungan simpul, lebar horisontal dan vertikal antara bintik-bintik pada lembar kerja.

6. Zoom

102 Gambar 2.47. Menu Zoom Zoom fit screen Perintah ini untuk membuat gambar skematik beserta komponennya yang sedang dibuat sebesar ukuran layar / window. Zoom in Perntah ini untuk mengecilkan ukuran gambar skematik beserta komponennya. Zoom out Perintah ini untuk memperbesar ukuran gambar skematik beserta komponennya. Zoom 1:1 Perintah ini untuk mengembalikan ukuran gambar skematik beserta komponennya ke ukuran sebelumnya, seukuran normal dimana perbandingannya 1:1. 7. Options

Gambar 2.48. Menu Options

Compiler Options Menu ini untuk menentukan pilihan-pilihan dalam compiler, dimana isi dari menu ini menentukan; jenis memori, kecepatan sistem clock. Dimana bisa dilihat pada gambar 2.49 berikut;

103

Gambar 2.49. Sub Menu Compiler 8051 Memory Pilihan ini untuk menentukan memori 8051 yang dipakai, ada dua pilihan; memori internal dan memori eksternal. Temporary Node Memory Kompiler memakai sel RAM untuk menyimpan informasi node sementara. Dengan sub menu ini bisa memilih tempat memori untuk menyimpan informasi node sementara, ada dua pilihan; memori internal RAM dan memori eksternal RAM.

Syncronism node memory Sewaktu kompiler mendeteksi arah dari node, node sementara di buat, dimana prosesnya bersamaan, pilihan ini menentukan prosesnya di memori internal atau di memori eksternal.

104 Timing Precision Pilihan ini menentukan resolusi dari waktu yang ingin di tentukan. Ketelitian yang tinggi berarti lebih teliti batasan waktunya tapi lebih cepat frekuensi interrupt hardwarenya. Ketelitian yang lebih rendah berarti lebih rendah ketelitian batasan waktunya tetapi lebih lambat pergantian interrupt hardwarenya. Auto sync before n-way node Pilihan ini menentukan flag aktif atau tidak, jika aktif maka arah node tersinkronisasi secara otomatis. Pilihan ini bermaksud mengoptimalkan node. Auto debounce after phisical input Pilihan ini berfungsi untuk menetapkan komponen yang bergetar secara otomatis setelah sinyal input. Assume deffault Value for hanged inputs Pilihan ini membuat compiler menentukan nilai untuk input yang tidak terhubung. Jika pilihan ini tidak diaktifkan maka tidak ada input yang tidak terhubung menghasilkan pesan salah.

Port Pilihan ini yang menentukan hubungan RS 232 ke com berapa, dan menentukan kecepatan transmit dan receivenya, dan menentukan port komunikasi untuk melihat

105 keadaan setiap kaki port pada sirkuit elektronik yang dibuat dalam program LadderWork. System Edit Menu ini merupakan editor sistem modul I/O, dimana sistem edit ini yang menentukan status setiap kaki pin pada port-port IC 8051 dan pada skripsi ini dipakai IC AT 89S52. dimana sistem edit ini bisa mengaktifkan atau menonaktifkan setiap kaki pada IC AT 89S52, dan juga bisa menentukan keluaran input atau output dalam keadaan aktif low atau aktif high. Pada skripsi ini untuk menentukan fungsi setiap kaki pada IC AT 89S52, maka digunakan sistem edit ini. Dan sistem edit ini berhubungan langsung dengan setiap komponen pada skematik. Jadi jika port 1 di gunakan untuk tempat input maka diskematik komponen inputnya semua memakai port 1 dan jika port 0 di gunakan untuk tempat output maka

diskematik komponen outputnya semua memakai port 0. dan

setelah sudah di tentukan semua fungsi setiap kaki komponen pada skematik, kemudian di kompile untuk mendapatkan kode file dalam bentuk hexa desimal.

8. Component Bar

106

Gambar 2.50 Tempat penyimpanan komponen-komponen Tempat penyimpanan komponen bisa berubah tergantung dengan versi dari program LadderWork. Tempat penyimpanan komponen berisi komponen-komponen yang ingin digunakan pada skematik, seperti clock, delay, saklar, lampu, input, output, Timer, counter dan banyak komponen elektrik lainnya. Semua komponen di tempatkan sesuai grup dan fungsinya. Seperti grup analog device, logical symbol dan lain-lain.