BAB II LANDASAN TEORI
2.1
Pengertian Aplikasi Menurut Hengky W. Permana (2004), Aplikasi adalah suatu unit perangkat lunak yang dibuat untuk melayani kebutuhan beberapa aktivitas seperti sistem perniagaan, pelayanan masyarakat periklanan atau semua proses yang hampir manusia lakukan. Menurut
Jogiyanto (2001),
Aplikasi
merupakan penerapan ,
menyimpan sesuatu hal, data, permasalahan, pekerjaan kedalam suatu sarana atau media yang dapat digunakan untuk menerapkan atau mengimplementasikan hal atau permasalahan yang ada sehingga berubah menjadi suatu bentuk yang baru tanpa menghilangkan nilai-nilai dasar dari hal data, permasalahan, pekerjaan itu sendiri. Menurut Ibisa, Aplikasi adalah alat bantu untuk mempermudah dan mempercepat proses pekerjaan dan bukan merupakan beban bagi para penggunanya. Sedangkan menurut Yuhefizar, Aplikasi merupakan program yang dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan pengguna dalam menjalankan pekerjaan tertentu. 2.2
Pengertian Sistem Menurut Rijanto (2002) sistem adalah suatu jaringan kerja dari prosedur – prosedur yang saling berhubungan , berkumpul bersama-sama untuk melakukan suatu kegiatan untuk menyelesaikan suatu sasaran tertentu. Menurut Cushing (2001) sistem adalah suatu aturan yang terdiri dari dua atau lebih komponen atau subsistem yang terjalin satu sama lain untuk mencapai suatu tujuan. Menurut James A Hall (2001) sistem adalah sekelompok dua atau lebih komponen-komponen yang saling berkaitan (interrelated) atau sub-
4
5
elemen sub-elemen yang bersatu untuk mencapai suatu tujuan yang sama (common purpose). Menurut Jogiyanto (2003) sistem dapat didefinisikan dengan pendekatan prosedur dan dengan pendekatan komponen. Dengan pendekatan prosedur, sistem dapat didefinisikan sebagai kumpulan dari prosedur- prosedur yang mempunyai tujuan tertentu. Dengan pendekatan komponen, sistem dapat didefinisikan sebagai kumpulan dari komponen yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya membentuk satu kesatuan untuk mencapai tujuan tertentu. Menurut Mc.Leod (2002) sistem adalah sekelompok dua atau lebih komponen-komponen yang saling berkaitan atau subsistemsubsistem yang bersatu untuk tujuan yang sama. Menurut Mc.Leod (2004) sistem adalah sekelompok elemenelemen yang terintegrasi dengan maksud yang sama untuk mencapai suatu tujuan. Menurut James A. O’Brien (2005) sistem adalah sekelompok komponen yang saling berhubungan, bekerja bersama-sama untuk mencapai tujuan bersama dengan menerima input serta menghasilkan output dalam proses transformasi yang teratur. 2.3
Pengertian Sistem Kontrol definisi 1. Sistem adalah suatu susunan, set, atau sekumpulan sesuatu yang terhubung atau terkait sedemikian rupa sehingga membentuk sesuatu secara keseluruhan, definisi 2. Sistem adalah susunan komponen fisik yang terhubung atau terkait sedemikian rupa sehingga membentuk atau bertindak sebagai seluruh unit dalam satu kesatuan. Sedangkan kata kontrol atau kendali biasanya diartikan mengatur, mengarahkan, atau perintah. Dari kedua kedua makna kata sistem dan kontrol/kendali, sistem kontrol adalah suatu susunan komponen fisik yang terhubung atau terkait sedemikian rupa sehinga dapat memerintah, mengarahkan, atau mengatur diri sendiri atau sistem lain. Di dalam dunia engineering dan science sistem kontrol cenderung dimaksudkan untuk sistem kontrol dinamis.
6
Sistem kontrol terdiri dari sub-sistem dan proses (atau plants) yang disusun untuk mendapatkan keluaran(output) dan kinerja yang diinginkan dari input yang diberikan. Gambar 1 di bawah ini menununjukkan blok diagram untuk sistem kontrol paling sederhana, sistem kontrol membuat sistem dengan input yang diberikan menghasilkan output yang diharapkan.
Gambar 2.1 Sistem kontrol
2.4.1
Sistem Kontrol Loop Terbuka (Open-Loop Control System) Suatu sistem kontrol yang mempunyai karakteristik dimana nilai keluaran tidak memberikan pengaruh pada aksi kontrol disebut Sistem Kontrol Loop Terbuka (Open-Loop Control System). Contoh dari sistem loop terbuka adalah operasi mesin cuci. Penggilingan pakaian, pemberian sabun, dan pengeringan yang bekerja sebagai operasi mesin cuci tidak akan berubah (hanya sesuai dengan yang diinginkan seperti semula) walaupun tingkat kebersihan pakaian (sebagai keluaran sistem) kurang baik akibat adanya faktor-faktor yang kemungkinan tidak diprediksikan sebelumnya.. Diagram kotak pada Gambar 1.5 memberikan gambaran proses ini.
Gambar 2.2 Sistem Kontrol Loop Terbuka
7
Sistem kontrol loop terbuka ini memang lebih sederhana, murah, dan mudah dalam desainnya, akan tetapi akan menjadi tidak stabil dan seringkali memiliki tingkat kesalahan yang besar bila diberikan gangguan dari luar. 2.4.2
Sistem Kontrol Loop Tertutup (Closed-Loop Control System) Sistem kontrol loop tertutup adalah identik dengan sistem kontrol umpan balik, dimana nilai dari keluaran akan ikut mempengaruhi pada aksi kontrolnya.
Gambar 2.3 Sistem Kontrol Loop Tertutup
Contoh dari sistem ini banyak sekali, salah satu contohnya adalah operasi pendinginan udara (AC). Masukan dari sistem AC adalah derajat suhu yang diinginkan si pemakai. Keluarannya berupa udara dingin yang akan mempengaruhi suhu ruangan sehingga suhu ruangan diharapkan akan sama dengan suhu yang diinginkan. Dengan memberikan umpan balik berupa derajat suhu ruangan setelah diberikan aksi udara dingin, maka akan didapatkan kesalahan (error) dari derajat suhu aktual dengan derajat suhu yang diinginkan. Adanya kesalahan ini membuat kontroler berusaha memperbaikinya sehingga didapatkan kesalahan yang semakin lama semakin mengecil. Dibandingkan dengan sistem kontrol loop terbuka, sistem kontrol loop tertutup memang lebih rumit, mahal, dan sulit dalam desain. Akan tetapi
tingkat
kestabilannya
yang
relatif
konstan
dan
tingkat
8
kesalahannya yang kecil bila terdapat gangguan dari luar, membuat sistem kontrol ini lebih banyak menjadi pilihan para perancang sistem kontrol. 2.4
Pengertian Mesin Pengangkat Mesin pengangkat adalah seperangkat alat yang digunakan untuk mengangkat, memindahkan serta menurunkan suatu benda ke tempat lain dengan jangkauan operasi terbatas. Mesin pemindah bahan dalam pengoperasiannya dapat bekerja dengan atau tanpa beban sehingga pada mesin ini selalu terdapat bagian yang berfungsi untuk memegang beban dimana beban ini dapat dipasang dan dilepaskan kembali. Pemakaian mesin pengangkat diusahakan seefisien mungkin sehingga dalam perencanaannya agar diperhitungkan masalah-masalah yang mungkin timbul dalam pengoperasiannya. Mesin pengangkat memiliki beberapa klasifikasi yaitu :
Mesin pengangkat seperti Dongkrak, Puli dan Mesin Derek dll
Crane seperti Crane putar yang diam, Crane yang bergerak pada rel, dan Crane tipe jembatan dll
2.5
Elevator seperti Crane satu rel, Crane portal dan Crane tower (menara). Crane Hoist Crane Hoist adalah salah satu dari jenis mesin yang banyak dipakai sebagai alat pengangkat dan pengangkut pada daerah-daerah industri, pabrik, maupun bengkel. Mesin pengangkat ini dilengkapi dengan roda dan lintasan rel agar dapat bergerak maju dan mundur sebagai penunjang proses kerjanya. Crane Hoist digunakan dalam proses pengangkatan muatan dengan berat ringan hingga muatan dengan berat medium. Crane Hoist biasa digunakan untuk pengangkatan dan pengangkutan muatan di dalam ruangan. Letak Crane Hoist berada di atas, dekat dengan atap ruangan. Berbeda dengan jenis pesawat angkat yang digunakan di daerah terbuka yang struktur rangka memiliki penopang yang berdiri tegak di tanah, pesawat angkat jenis ini penopangnya adalah sisi kiri dan sisi kanan dari bangunan itu sendiri.
9
Gambar 2. 4 Crane Hoist dengan Lintasan Atas Berpalang Tunggal Keterangan gambar: 1. Jembatan Palang (Bridge Girder). 2. Roda Penggerak (Drive Wheel). 3. Motor Penggerak Naik/ Turun (Hoist). 4. Tali Baja (Wire Rope). 5. Pengait (Hook Block). 6. Lintasan (Runway Rail). 2.5.1
Gerakan Crane Hoist Crane Hoist memiliki tiga gerakan yaitu
1. Gerakan Hoist (naik/turun). Gerakan ini adalah gerakan naik/ turun beban yang telah dipasang pada kait diangkat atau diturunkan dengan menggunakan drum, dalam hal ini putaran drum disesuaikan dengan drum yang sudah direncanakan. Drum digerakkan oleh motor listrik dan gerakan drum, dihentikan dengan rem sehingga beban tidak akan naik atau turun setelah posisi yang ditentukan sesuai dengan yang direncanakan.
10
Gambar 2.5 Mekanisme Hoisting
2. Gerakan Transfersal. Gerakan ini adalah berpindah arah melintang. Untuk gerakan tersebut diperlukan motor troli, dimana motor troli ini akan bergerak pada gelagar utama. Jarak pemindahan bahan dapat diatur sesuai yang diinginkan. Rem pengontrol dipasang pada poros motor dan bekerja menurut prinsip elektromagnet.
Gambar 2.6 Mekanisme Traversing
3. Gerakan Longitudinal. Gerakan ini adalah gerakan memanjang (longitudinal) disepanjang rel yang terdapat dilokasi dimana portal crane berada. Gerakan ini diperoleh dengan pemakaian motor ke roda jalan.
11
Gambar 2.7 Mekanisme Travelling (longitudinal)
2.5.2
Perinsip Kerja Mesin Crane Hoist Crane Hoist adalah mesin yang berjalan pada suatu rel. Terdiri dari motor penggerak, roda penggerak, dan roda yang berjalan di rel. mesin Crane Hoist ditunjukkan oleh Gambar 5
Gambar 2.8 Crane Hoist
Mesin ini digerakkan oleh motor induksi 3 fasa yang terdiri dari line R, S, T, dan N. Untuk membalik keadaan atau agar hanger dapat berjalan mundur maka salah satu line ditukar penyam-bungannya. Mesin hoist terdiri dari motor penggerak 3 fasa, seling, dan pengait. Mesin hoist ditunjukkan oleh Gambar 5.1
12
Gambar 2.9 Komponen Crane Hoist 2.5.3
Komponen-komponen Utama Mesin Crane Hoist Pada Crane Hoist terdapat beberapa komponen utama yang mendukung operasi kerja dari Crane Hoist tersebut. Komponenkomponen utama yang terdapat pada Crane Hoist adalah sebagai berikut :
a. Motor listrik adalah salah satu komponen Crane Hoist yang berfungsi sebagai penggerak dari Crane Hoist. b. Rem Motor utama merupakan bagian dari sistem motor pada Crane Hoist. c. Kotak terminal/sirkuit listrik adalah sitem elektrik pada Crane Hoist. d. Drum adalah tempat lilitan tali kawat baja pada Crane Hoist. e. Rem drum adalah bagian dari sistem kerja drum. Rem drum berfungsi untuk menahan gerak drum supaya berhenti ketika Crane Hoist berhenti beroperasi. f. Pengarah tali adalah bagian utama Crane Hoist untuk mengarahkan gerak tali kawat baja pada Crane Hoist. g. ElektrikHoist sebagai pengatur gerakan Crane Hoist. h. Tali kawat baja sebagai komponen pengangkat muatan.
13
2.5.4 Wiring Diagram Crane Hoist WIRING DIAGRAM HOIST YAMADA 5TON
MC8
MC7
MC6
MC5
MC3
MC2
MC1
TH-RY
DC 90V
Motor
DC 90V
Motor
Motor AC
AC DC 90V
0V
TH-RY X MC8 MC7 MC6
220V
380V
0V
FUSE
FUSE
MC1
MC5
MC3 MC2 MC7
MC8
MC5 MC6
7
6
5
4
MC2 MC3
3
2
1
MC1
2 22 11 19
LS1
KET: 1 2 3 4 5 6 7 LS MC TH-RY
= = = = = = = = = =
COMMON UP DOWN EAST WEST SOUTH NORTH LIMIT SWITCH MAGNETIC CONTACTOR THERMAL OVERLOAD
LS2 R
PUSH BUTTON
Gambar 2.10 Wiring Diagram Crane Hoist
S T 380V
14
Cara Kerja Magnetik kontaktor (MC1) Kontaktor ini berfungsi sebagai source tegangan, dalam keadaan normal kontaktor ini lansung on begitu Hoist di nyalakan dan menandakan power 380V untuk motor dalam posisi stanby
Gambar 2.11 Kontaktor
Magnetik kontaktor (MC2) Kontaktor ini berfungsi untuk menurunkan (mengulur) seling hoist, sebagai keamanan MC2 ini terpasang interlock dengan MC3
Magnetik kontaktor (MC3) Kontaktor ini berfungsi untuk menaikan (menarik) seling hoist, sebagai keamanan MC3 ini terpasang interlock dengan MC2
Magnetik kontaktor (MC5) Kontaktor ini berfungsi untuk menggerakan hoist kearah kanan, sebgai keamanan MC5 terpasang interlock dengan MC6
Magnetik kontaktor (MC6) Kontaktor ini berfungsi untuk menggerakan hoist kearah kiri, sebgai keamanan MC6 terpasang interlock dengan MC5
Magnetik kontaktor (MC7) Kontaktor ini berfungsi untuk menggerakan hoist maju, sebagai keamanan MC7 terpasang interlock dengan MC8
Magnetik kontaktor (MC8)
15
Kontaktor ini berfungsi untuk menggerakan hoist mundur, sebgai keamanan MC8 terpasang interlock dengan MC7
Motor Listrik (Motor) Motor listrik berfingsi sebagai penggerak dari pada mesin Hoist, baik itu Naik-Turun, Kanan-Kiri dan Maju-mundur semua itu adalah Motor listrik yang menggerakan, Tegangan yang di butuhkan oleh brake itu sendiri adalah 380V
Gambar 2.12 Motor Hoist
Brake Brake berfungsi sebagai rem dari mesin hoist agar mesin, letak brake biasanya menempel kuat dengan motor, tegangan yang di perlukan oleh brake yaitu 90V DC
Gambar 2.13 Brake
Thermal overload (TH-RY) TH-RY Berfungsi sebagai pengaman untuk motor listrik apabila terjadi kelebihan beban, dan juga agar motor dapat bekerja sesuai kapasitas ampere yang sudah di tentukan
16
Gambar 2.14 Thermal Over Load
Trafo Trafo berfungsi sebagai penurun tegangan, dari input 380v di ubah menjadi Output 220v
Gambar 2.15 Trafo
Sekring Sekring berfungsi sebagai pengaman rangkaian kontrol pada hoist, jika terjadi hubung singkat pada rangkaian kontrol hoist maka secara otomatis sekring akan terputus
Gambar 2.16 Sekring
Limitswitch Limit switch berfungsi sebagai pembatas dari pada gerakan naik-turun hoist, sehingga apabila posisi seling hoist sudah habis tergulung maka pengait akan menyentuh limit switch dan secara otomatis motor akan berhenti menggulung
17
Gambar 2.17 Posisi Limit switch
Push Button Push
Button
berfungsi
sebagai
control
bagi
operator
untuk
mengendalikan hoist naik-turun, kanan-kiri maupun maju-mundur
Gambar 2.18 Push button
2.5.5
Sistem Kontrol Crane Hoist Crane hoist dikendalikan melalui remote yang tergantung dibawahnya, didalam remote tersebut terdapat 6 buah push button yang masing-masing push button memiliki fungsi yang berbeda-beda. Tabel 2.1 Kontrol Crane Hoist Fungsi Remote
Posisi Crane Hoist
Push Button1 Push Button2 Push Button3 Push Button4 Push Button5 Push Button6
Naik Turun Kanan Kiri Maju Mundur
18
2.6
Mikrokontroller Mikrokontroler merupakan sistem computer yang seluruh atau sebagian besar elemennya dikemas dalam satu chip IC dan modul–modul lain sehingga dapat memproses masukan dan output Suatu kontroler digunakan untuk mengontrol suatu proses atau aspek–aspek dari lingkungan. Satu contoh aplikasi dari mikrokontroler adalah untuk memonitor rumah kita. Ketika suhu naik kontroler membuka jendela dan sebaliknya. Pada masanya, kontroler dibangun dari komponen–komponen
logika
secara
keseluruhan,
sehingga
menjadikannya besar dan berat. Setelah itu barulah dipergunakan mikrokprosesor sehingga keseluruhan kontroler masuk kedalam PCB yang cukup kecil. Hingga saat ini masih sering kita lihat kontroler yang dikendalikan oleh mikroprosesor biasa (Zilog Z80, Intel 8088, Motorola 6809, dsb). Proses pengecilan komponen terus berlangsung, semua komponen yangdiperlukan guna membangun suatu kontroler dapat dikemas dalam satu keping. Maka lahirlah komputer keping tunggal one chip micro computer atau disebut juga mikrokontroler. Mikrokontroler adalah suatu IC dengan kepadatan yang sangat tinggi, dimana semua bagian yang diperlukan untuk suatu kontroler sudah dikemas dalam satu keping, biasanya terdiri dari: 1. CPU (Central Processing Unit) 2. RAM (Random Access Memory) 3. EEPROM/EPROM/PROM/ROM 4. I/O, Serial & Parallel 5. Timer 6. Interupt Controller
19
2.6.1 Arduino Arduino merupakan salah satu jenis mikrokontroler single board yang bersifat open source, diturunkan dari wiring platform, dirancang untuk memudahkan penggunaan elektronik dalam berbagai bidang. Hardwarenya memiliki prosesor Atmel AVR dan softwarenya memiliki bahasa pemrograman sendiri. Hardware yang diprogram menggunakan bahasa berbasis Wiring (sintaks + perpustakaan), mirip dengan C++ dengan beberapa penyederhanaan dan modifikasi, dan pengolahan berbasis IDE
Gambar 2.19 Arduino Uno 2.7
Softwere Secara umum, semua komponen mikrokontroler dijalankan oleh program yang dimasukkan ke dalam mikrokontroler. Program yang dijalankan oleh mikrokontroler tersusun dari bahasa pemrograman tingkat rendah (low level language) atau disebut juga bahasa mesin. Agar pembuatan program lebih mudah dipahami manusia, maka diperlukan bahasa pemrograman tingkat tinggi (high level language), salah satunya adalah bahasa pemrograman Basic. Bahasa tingkat tinggi tersebut kemudian
decompile
dengan
menggunakan
software
pendukung
sehingga mempunyai output yang dikenal oleh mesin 2.7.1
Soft Were Arduino IDE Arduino IDE adalah lingkungan pengembangan Arduino yang
berisi teks editor untuk menuliskan kode, pesan area, teks console, toolbar dengan tombol fungsi umum, dan serangkaian menu. Terhubung ke perangkat keras yang terhubung ke perangkat Arduino board dan
20
berkomunikasi dengan board tersebut. Software Arduino IDE open source, bisa dijalankan di sistem operasi Linux, Mac, dan Windows. Perangkat lunak yang dituliskan menggunakan Arduino disebut sketsa, sketsa sketsa ini ditulis dalam editor teks. Teks editor memiliki fitur copy/paste dan mencari/mengganti teks. Area pesan memberikan memberikan umpan balik saat menyimpan dan mengekspor dan juga menampilkan kesalahan yang terdapat dalam code program. Konsol menampilkan output teks dengan lingkungan Arduino, termasuk pesan error lengkap dan informasi lainnya. Tombol toolbar memungkinkan kita untuk memilah, meng–upload program, membuat, membuka, dan menyimpan sketsa, dan membuka monitor serial. 2.8
Wireless Wireless merupakan jaringan tanpa kabel yang menggunakan udara sebagai media transmisinya untuk menghantarkan gelombang elektromagnetik. Perkembangan wireless sebenarnya telah dimulai sejak lama dan telah dibuktikan secara ilmiah oleh para ilmuan dengan penemuan radio dan kemudian dilanjutkan dengan penemuan radar. Kemudian dengan perkembangan kebutuhan informasi bagi manusia, maka penggunaan wireless semakin banyak dan tidak hanya untuk penggunaan radio dan radar saja. 2.8.1
Wireless RF 433 MHz Sebagai Transmitter dan Receiver Wireless RF 433 MHz atau YS–1020 merupakan modul sinyal RF
di mana modul ini digunakan untuk berkomunikasi Remot Kontrol dengan Mesin Crane Hoist. Diperlukan dua buah arduino (mini dan mega) dan dua buah wireless RF terpasang di Remot dan Crane Hoist, masing–masing wireless mendapatkan tegangan 5 Volt untuk bekerja. Pin 6 dan 7 pada wireless RF 433 MHz masuk ke arduino melalui jalur komunikasi RX dan TX pada pin digital 1 dan digital 2 dan dengan program yang di tanamkan di arduino, arduino mega dapat menerima kendali dari arduino mini.
21
Gambar 2.20 Wireless RF 433 MHz 2.9
Relay Relay merupakan suatu komponen (rangkaian) elektronika yang bersifat elektronis dan sederhana serta tersusun oleh saklar, lilitan, dan poros besi. Penggunaan relay ini dalam perangkat-perangkat elektronika sangatlah banyak. Terutama di perangkat yang bersifat elektronis atau otomatis. Contoh di Televisi, Radio, Lampu otomatis dan lain-lain. Cara kerja komponen ini dimulai pada saat mengalirnya arus listrik melalui koil,lalu membuat medan magnet sekitarnya sehingga dapat merubah posisi saklar yang ada di dalam relay terserbut, sehingga menghasilkan arus listrik yang lebih besar. Disinilah keutamaan komponen sederhana ini yaitu dengan bentuknya yang minimal bisa menghasilkan arus yang lebih besar. Pemakaian
relay
dalam
perangkat-perangkat
elektronika
mempunyai Keuntungan yaitu ; a.
Dapat mengontrol sendiri arus serta tegangan listrik yang diinginkan
b.
Dapat memaksimalkan besarnya tegangan listrik hingga mencapai batas maksimalnya
c.
Dapat menggunakan baik saklar maupun koil lebih dari satu, disesuaikan dengan kebutuhan. Dalam praktek sederhana kali ini penulis menggunakan relay untuk menghidupkan Kontaktor pada sebuah mesin crane hoist yang mana akan dikontrol atau dikendalikan
dengan menggunakan dua buah arduino
yang saling tehubung dengan wireless. Sistem kerja dari relay disini
22
adalah, menerima instruksi dari arduino yang akan mengeluarkan output tegangan 5VDC, sehingga menggerakkan coil di relay tersebut.
Gambar 2.21 Relay 2.10 Push Button Swich Push Button adalah saklar tekan yang berfungsi untuk menghubungkan atau memisahkan bagian – bagian dari suatu instalasi listrik satu sama lain (suatu sistem saklar tekan push button terdiri dari saklar tekan start. Stop reset dn saklar tekan untuk emergency. Push button memiliki kontak NC (normally close) dan NO (normally open). Prinsip kerja Push Button adalah apabila dalam keadaan normal tidak ditekan maka kontak tidak berubah, apabila ditekan maka kontak NC akan berfungsi sebagai stop dan kontak NO akan berfungsi sebagai start
biasanya digunakan pada sistem pengontrolan motor – motor
induksi untuk menjalankan mematikan motor pada industri – industri Dalam praktek sederhana kali ini penulis menggunakan push button no, yang mana push button ini berfungsi sebagai digital input dari arduino mini yang sudah terkomunikasi dengan arduino mega melalui wireless
Gambar 2.22 Push Button Mini
