DAFTAR PUSTAKA [1]
Yudha,
Sandy,
“Perancangan
dan
Implementasi
Sistem
Kontrol
Temperatur pada Otomasi Pengolahan Fluida Bebasis PLC CQM1 CPU43 dan Mikrokontroler”, Laporan Tugas Akhir, Bandung, 2005 [2]
http://www.total.or.id/info.php?kk=control , 2005
[3]
Syapaat, Yanuar, “Perancangan Alat Pengepakan Buah Berbasis PLC (Programmable Logic Controller)”,Bandung, 2006
[4]
Toshiba Corporation, ” Programmable Controller PROSEC T1-16S, User’s Manual: Basic Hardware and Function (UM-TS01***-E031)” , 1998
[5]
http://secure.transtronics.com/osc/index.php/cPath/26_27 T1-16S, PLCs Expandable Micro Programmable Controller.
[6]
Chandra Indra, ”Tugas Karya FI-6172 Elektronika Industri”, Bandung. 2007
[7]
Toshiba Corporation. “Programmable Controller PROSEC T1-16S, User’s Manual: I/O Modules (UM-TS01***-E034)”, 2002
[8]
Toshiba Corporation. “T-Series Program Development System (T-PDS) User’s Manual (UM-TS03***-E045).”
[9]
Afgianto, E.W “PLC Konsep, Pemrograman dan Aplikasi”, Yogyakarta: Gava Media, 2004
[10]
http://www.germesonline.com/direct/dbimage/50306189/Rocker_Switch.jpg
[11]
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/magnetic/motdc.html
44
[12]
SGS THOMSHON Miroelectronics "L293D Push-Pull Four Channel Driver With Diodes", Datasheet, 1996
[13]
Toshiba Corporation. Programmable Controller PROSEC T1-16S, User’s Manual: Communication Function (UM-TS01***-E033).
[11]
http://www.toshiba.com/ind/product_display.jsp?id1=11&id2=166 Micro PLCs
45
“T1
Lampiran 1 Foto Alat
Foto Plant Keseluruhan
46
Foto Tangki Adonnan
Foto Pompa Adonan
47
Foto Relay Pompa
Foto Mobil Tampak Dalam
Foto Mobil Tampak Luar
48
Foto Relay Kompor Listrik
Foto Kompor Listrik
49
Foto Wajan Cetak
Foto Sensor
50
Lampiran 2 Makalah Rancang Bangun Pembuat Makanan Otomatis Berbasis PLC (Programmable Logic Controller) Toshiba T1-MDR16SS Yanuar Syapaat, Indra Chandra, Asep Suhendi, Suryadi dan Khairurrijal*) Kelompok Keahlian Fisika Material Elektronik Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung Jl. Ganesa 10, Bandung 40132 *) E-mail :
[email protected] ABSTRAK Telah dirancang alat pembuat makanan otomatis dengan menggunakan PLC (Programmable Logic Controller) Toshiba T1-MDR16SS sebagai alat kontrol. PLC ini diprogram menggunakan bahasa pemrograman diagram tangga berbasis logika (Ladder Diagram Logic). Alat ini dibangun dengan tujuan agar makanan dapat dibuat secara otomatis, mulai dari distribusi adonan sampai menjadi makanan jadi. Alat ini menggunakan beberapa perangkat keras seperti mobil distribusi adonan, sensor infrared-photodiode, pompa air yang dihubungkan dengan saklar dan kompor listrik untuk pembakaran. Kata Kunci : PLC, Plant, Diagram Tangga, Sensor, Motor, Tangki I. Pendahuluan PLC merupakan kontroler yang sudah biasa digunakan pada dunia industri. Untuk aplikasi mesin-mesin dan peralatan industri lainnya. Tetapi PLC dimungkian juga dapat diaplikasikan untuk otomtisasi kegiatan sehari-hari yang selama ini dilakukan secara konvensional. Contohnya pada pembuatan plant pembuat masakan surabi. PLC yang digunakan pada rancang bangun ini adalah PLC Toshiba T1-MDR16SS. Pant ini dirancang agar dapat membuat makanan secara otomatis, mulai dari pengisian adonan bahan, pengisian adonan rasa sampai pada penggorengan adonan menjadi makanan jadi.
Gambar 1. Perancangan Umum Plant Sistem Sesuai dengan Gambar 1 di atas, kerja plant ini dimulai ketika saklar di-on kan yang menyebabkan heater mulai bekerja memanaskan pemanggang. Tidak lama setelah itu mobil mulai bergerak maju, mobil tersebut dilengkapi dengan batang panjang pembawa selang adonan bahan dan rasa. ketika batang tersebut terdeteksi oleh sensor maka, sensor IR akan memberikan sinyal ke PLC dan PLC akan melakukan dua aksi atas masukan sinyal ini, yaitu menghentikan pergerakan mobil dan menyalakan pompa adonan agar adonan tersebut mengalir ke tempat pembakaran melalui selang. Selama
II. Perancangan umum Plant Sistem Kontrol Plant ini digunakan untuk proses pembuatan makanan surabi otomatis. Input sistem adalah adonan bahan dan adonan rasa sedangkan hasil yang diharapkan yaitu makanan surai yang enak
51
beberapa saat, sampai salah satu tempat pembakaran tersebut penuh. Setelah itu mobil maju kembali dan melakukan aksi yang sama sampai semua tempat pembakaran penuh dengan adonan yang siap dipanaskan. Adonan rasa dimasukkan tak lama setelah adonan bahan di masukan yang pewaktuannya diatur oleh timer di PLC. Prosesnya hampir sama dengan proses pendistribusian adonan bahan. Perbedaanya hanya pada pergerakan mobil. Mobil di set mundur dan melakukan hal yang sama seperti proses pendistribusian bahan. Setelah semua pemanggang diisikan dengan adonan rasa maka mobil berhenti . Setelah itu proses pemanggang tetap dilanjutkan sampai dengan timer seluruhnya tercapai yang berarti bahwa makanan surabi telah siap dihidangkan. I.
mendistribusikan adonan rasa ke tempat pembakaran.
Gambar 3 Motor DC Motor DC yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 3, motor ini bekerja karena adanya arus yang mengalir pada kawat pada medan magnet sehingga memproduksi trosi yang kemudian memutarkan motor tersebut. Motor yang digunakan bekerja dalam tegangan 24 Volt dan dikontrol dengan menggunakan L293 sebagai driver motor2). Sebagai alat kontrol dari seluruh sistem kerja plant, digunakan PLC Toshiba T1-MDR16SS. PLC yang termasuk dalam kelas Small ini memiliki fitur yang cukup lengkap dalam hal perintah-perintah yang dapat dipergunakan. Fitur-fitur PLC ini selangkapnya dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah Tabel 1 Fitur PLC Toshiba T1-MDR16SS Keterangan Fitur Input 8 poin (24Vdc) 8 poin 24Vdc Output (6 relay ditambah 2 solidstate) Maksimum 8 I/O modul Modul Ekspansi (144 poin) RAM (untuk eksekusi) dan Memori EEPROM (untuk back-up) Kapasitas (4 k mode atau 8 k mode) Pemrograman Diagram tangga Dasar : 21 tipe Banyaknya Instruksi Fungsi : 97 tipe 1.4 μs/kontak, 2.3 μs/koil, Kecepatan 4.2 μs/transfer, 6.5 Eksekusi μs/tambahan RS-232C (pemrograman) Komunikasi RS-485 (tujuan lain)
Perangkat Keras Sistem
Sensor yang digunakan yaitu sensor infrared (IR) sebagai transimitter dan photodiode receiver. Sensor ini digunakan sebagai saklar otomatis untuk masukan PLC. Dalam keadaan normal infrared terus memacarkan sinyal yang diterima photodiode. Hal ini berarti keluaran dari receiver dalam keadaan high atau dapat diartikan on untuk PLC. Tetapi bila ada benda yang menghalangi IR tersebut maka photodioda dalam keadaan low yang berarti off untuk PLC. Perubaan ini adalah input bagi PLC. Sebelum sinyal output dari photodiode masuk ke PLC, sinyal tersebut diolah terlebih dahulu sehingga dapat menggerakan relay yang menjadi masukkan untuk PLC. hal ini dimaksudkan agar terjadi kesesuaian antara output photodiode dengan syarat input pada PLC yaitu sebesar 24 Volt. Selain Sensor palnt ini juga menggunakan mobil penggerak yang digunakan untuk mendistribusikan adonan bahan dan rasa dari tangki ke tempat pembakaran. Mobil ini digerakan oleh dua buah motor DC, bergerak maju ketika saklar di nyalakan dan apabila sensor menedetesi mobil, mobil kemudian berhenti sebentar sesuai dengan setinggan timer dan pompa menyala sehingga adonan dapat di taruh di tempat pembakaran. Setelah itu mobil mundur dan melakukan hal yang sama untuk
52
Kalender
Ada
Back-up RAM
Kapasitor : 1 jam lebih Baterai : 2 tahun lebih
Pada Gambar 4 di bawah diperlihatkan tampilan dari PLC Toshiba T1-MDR16SS.
Gambar 4 Tampilan PLC Toshiba T1MDR16SS. Selain perangkat keras yang telah dijelaskan di atas plant ini juga menggunakan pompa air untuk mengalirkan adonan, tangki, dan yang lainnya 3). II. Perangkat Lunak plant Input yang diperlukan pada plant ini adalah tombol start (menggunakan pin X0), tombol stop (X1) untuk mengakhiri proses, sensor (X4) sebagai input data proses, dan tombol pemilih rasa (X2). Sedangakan output yang dipakai sebanyak enam buah dengan rincian seperti pada Tabel 2 di bawah.
Gambar 5 Diagram Alir Sistem Kontrol Plant
Tabel2. Alokasi Output Sistem Alamat Pin Fungsi Y22 Heater Y23 Motor Maju Y24 Motor Mundur Y25 Adonan Bahan Y26 Adonan Rasa Manis Y27 Adonan Rasa Asin Dari penjelasan perancangan umum dan alokasi input-output maka diagram alir sistem dapat dibuat seperti Gambar 5 di bawah. No 1 2 3 4 5 6
Software yang digunakan untuk pemrograman pada PLC Toshiba T1MDR16SS adalah TPDS-32 (T-Series Programming Development System 32). Merupakan software yang dikeluarkan Toshiba khusus untuk produk-produk PLCnya4). Dari diagram tangga program dapat dikelompokan menjadi tiga bagian yang penting, yaitu syarat dan kondisi, timer dan start-stop. Dengan menggunakan TPDS-32 program dibuat seperti pada Gambar 6, 7 dan 8. Gambar 6 merupakan partisi program untuk sistem ini, yaitu program untuk menyalakan dan mematikan sistem. Pin X0 digunakan sebagai tombol start dan pin X1 digunakan sebagai tombol stop.
53
Gambar 6 Program Start-Stop Sistem Program syarat kondisi agar sistem bekerja sesuai dengan tujuan yang telah ditetapkan dapat dilihat pada Gambar 7. Dalam gambar ini dapat dilihat bahwa sistem ini termasuk sistem kontrol closed loop dimana output akan mempengaruhi sistem karena kembali menjadi input bagi sistem tersebut.
Gambar 8 Program Syarat Kondisi III. Kesimpulan Telah dikembangkan rancang bangun untuk pembuatan plant makanan surabi otomatis. Plant ini menggunakan PLC Toshiba T1-MDR16SS sebagai alat kontrol dan TPDS-32 sebagai software untuk membuat program. Dibutuhkan sebanyak tiga buah pin input, enam buah pin output, dan empat buah timer agar plant ini dapat difungsikan sesuai tujuan yang telah ditetapkan. Pada perangkat keras dibutuhkan sensor infrared-photodiode, motor dan driver, pompa dan yang lainnya. Semuanya dikontrol oleh PLC Toshiba T1-MDR16SS. Referensi
Gambar 7 Program Syarat Kondisi Sistem Timer yang digunakan pada sistem ini sebanyak empat buah, yaitu untuk timer pemanasan heater, pompa adonan bahan dan pompa adonan rasa. Gambar 8 menunjukkan program timer yang digunakan pada sistem ini.
[1]
Tulus Kit, ”Anti Theft Infrared Control Switch, Receiver”.
[2]
http://hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbase/magnetic/m otdc.html
[3]
Toshiba Corporation, ” Programmable Controller PROSEC T1-16S, User’s Manual: Basic Hardware and Function (UMTS01***-E031)” , 1998 Toshiba Corporation. “T-Series Program Development System (TPDS)
[4]
54
Lampiran 3 Publikasi Aplikasi Mikrokontroler MCS-51 dalam Percobaan Bandul untuk Penentuan Nilai Gravitasi Bumi Yanuar Syapaat, Suryadi, Heri Permadi, Gun Gun Gumilar, dan Khairurrijal*) Program Studi Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Bandung Jalan Ganesha 10, Bandung, Indonesia, 40132 *E-mail:
[email protected] Abstrak Mikrokontroler dapat dianalogikan dengan komputer berukuran kecil atau biasa disebut minikomputer. Layaknya sebuah komputer yang memiliki posesor, memori, port input untuk mouse, port output untuk printer, layar dll. mikrokontroler juga mempunyai fitur yang sama tetapi berukuran sangat kecil bila dibandingkan komputer. Mikrokontroler AT89S52 merupakan salah satu jenis dari mikrokoktroler MCS-51 yang mempunyai 8 Kbyte sistem flash memori sehingga kemampuan baca tulis program bisa mencapai 1000 kali, 32 pin I/O dan dengan kelebihan lain, mikrokontroler ini dapat digunakan dalam berbagai fungsi. Dan pada percobaan kali ini, mikrokontroler ini digunakan untuk menghitung nilai gravitasi dari percobaan bandul. Sensor inframerah digunakan sebagai pendeteksi gerak bandul dan sinyal sensor tersebut dimasukan kedalam mikrokontrole. Sinyal yang masuk diidentifikasi sebagai interupsi pada mikrokontroler yang di program untuk mengenali bahwa waktu antara dua sinyal dari sensor sebagai perioda bandul. Perumusan matematis percobaan bandul menyatakan adanya hubungan antara besar perioda, panjang tali dan nilai gravitasi, oleh karena itu nilai gravitasi dapat dihitung kemudian. Pengolahan data mempergunakan ms excel yang mengolah data hasil akusisi dari hyperteminal. Percobaan ini diharapkan dapat menunjukkan bahwa pengamatan fenomena fisika bukanlah sesuatu hal yang sangat sulit. Oleh karena itu pembuatan alat-alat ini sangat cocok untuk lab fisika di sekolah-sekolah ataupun perguruan tinggi dan akan sangat membantu pembelajaran fisika. Katakunci : Mikrokontroler, AT89S52, Program, bandul, Gravitasi I. Pendahuluan Sampai saat ini fisika masih dianggap suatu hal yang sulit baik secara teori maupun secara praktek, fisika dianggap sekumpulan rumus yang tidak dapat diaplikasikan dalam kehidupan sehari-hari, percobaanpercobaanya dianggap sesuatu hal yang sulit dilakukan dan dengan biaya yang mahal. fisika dengan peralatan yang kita dimiliki apa adanya, percobaan fisika dapat divariasikan agar terlihat lebih mudah. Contohnya pada penentuan nilai percepatan gravitasi bumi dengan percoban bandul. Osilasi bandul digantungkan pada ketinggian tertentu kemudian diamati
periodanya. Dari osilasi kemudian didapatkan perioda, yang digunakan dalam perhitungan untuk mendapatkan nilai percepatan gravitasi bumi. Dengan adanya mikrokontroler maka fenomena fisika dapat diotomatisasi termasuk percobaan penentuan nilai gravitasi bumi. Osilasi bandul di deteksi oleh sensor dan kemudian datanya dikirim ke mikrokontroler yang diprogram untuk menghitung periode dari osilasi bandul tersebut. Mikrokontroler yang dipergunakan merupakan keluarga MCS-51 yaitu mikrokontroler AT89S52 yang diproduksi
55
oleh Atmel, mikrokontroler ini mempunyai beberapa kelebihan diantaranya harganya yang relatif murah.
III Pemrograman Pada Mikrokontroller
II. Teori Penentuan Nilai Gravitasi menggunakan Metoda Percobaan Bandul
l
Dalam fisika (mekanika), besaran percepatan gravitasi g dapat ditentukan dengan berbagai metode, diantaranya osilasi bandul, pegas, dan osilasi zat cair dalam pipa. Pada bandul yang berosilasi, diperoleh periode osilasi T sebagai fungsi panjang tali l . Fungsi ini dapat dinyatakan dalam persamaan :1)
a
c b Gbr.2.Perida Bandul
Perioda atau waktu getar (T) adalah selang waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran lengkap(satuan detik)3), atau dengan kata lain waktu yang diperlukan oleh bandul (Gbr.2.) untuk menempuh perjalanan dari b ke c kemudian ke b lagi, atau dari b ke a kemudian ke b lagi. Pergerakan bandul ini dideteksi oleh sensor infrared-phodioda.
Pers.1.Perioda Bandul
Gbr.1. Ilustrasi Percobaan Dari persamaan diatas apabila panjang tali, dan peridoe osilasi bandul diketahui maka dapat dihitung nilai percepatan gravitasi bumi sehingga persamaanya dapat diubah menjadi : Gbr.3.Sensor Infrared-Photodioda 2
g = 4π l/T
2
Transmitter memancarkan gelombang inframerah yang selalu diterima oleh receiver photodioda yang diletakkan di antara pergerakan bandul, tetapi apabila bandul melintas diantara sensor ini maka sinyal dari infrared terpotong sehingga menyebabkan perubahan kondisi pada photodioda. Perubahan inilah yang dideteksi oleh mikrokontroler. Sensor ditempatkan di antar lintasan b, satu periode bandul berarti sensor menangkap sinyal pada titik b sebanyak dua kali, dan pada mikrokontroler di definisikan satu kali sensor menangkap sinyal sebagai satu interupt yang berarti dua kali intrupt adalah satu periode bandul tersebut.
Pers.2. Percepatan Gravitasi Bumi dimana : g = percepatan gravitasi bumi (meter/detik2) l = panjang tali (meter) T = peroioda osilasi bandul Π = konstanta 3,14
56
Sehingga digambarkan
diagram alirnya dapat berikut sebagai
menerima data dari komunikasi serial sehingga penggambilan data dapat dilihat seperti gambar di bawah ini.
Gbr.5. Akusisi Data Dengan Hyperterminal Data dari hyperterminal berupa perioda osilasi badul kemudian di pindahkan ke note pad atau langsung ke Ms Excel yang kemudian diolah sesuai tujuan yaitu menghitung nilai dari percepatan gravitasi. 1.2 Pengolahan Data Data yang didapat adalah perioda osilasi bandul data tersebut bernilai milidetik sehingga diubah dahulu menjadi detik, dan berdasarkan persamaan . maka perhitungan nilai gravitasi dapat dicari. Seperti disajikan pada table 1.
: Gbr.4. Diagram Alir Program
Tabel 1. Pengolahan Data dengan Excel
Dapat dilihat di atas bahwa perioda didefinisikan sebagai waktu antara terjadinya dua kali interupt. Pada percobaan yang dilakukan Adanya interupt ini di tandai oleh nyalanya LED yang di pasang pada board mikrokontroler.
Hasil Perhitungan Nilai Gravitasi
IV Akusisi Data 1.1 Pengambilan Hyperterminal
data
dengan
Data dari mikrokontroler yang bernilai perioda dari bandul, kemudian dikirimkan ke computer melalui komunikasi serial RS232, dan pada computer data ditampilkan pada aplikasi hyperterminal yang sebelumnya telah di setting agar dapat
57
t(ms)
t(s)
t^2
Nilai Gravitasi
1935
1.935
3.74423
10.42779641
1935
1.935
3.74423
10.42779641
1937
1.937
3.75197
10.40627361
1935
1.935
3.74423
10.42779641
1934
1.934
3.74036
10.43858285
1937
1.937
3.75197
10.40627361
1935
1.935
3.74423
10.42779641
1941
1.941
3.76748
10.36342745
1935
1.935
3.74423
10.42779641
1935
1.935
3.74423
10.42779641
1936
1.936
3.7481
10.41702667
1936
1.936
3.7481
10.41702667
1936
1.936
3.7481
10.41702667
1927
1.927
3.71333
10.51455877
1934
1.934
3.74036
10.43858285
1936
1.936
3.7481
10.41702667
1934
1.934
3.74036
10.43858285
1930
1.93
3.7249
10.48189643
1936
1.936
3.7481
10.41702667
1936
1.936
3.7481
10.41702667
1840
1.84
3.3856
11.53237713
1952
1.952
3.8103
10.24695562
1911
1.911
3.65192
10.69136381
Tetapi penggunaan mikrokontroler ini merupakan suatu bukti bahwa fenomena fisika dapat kita variasikan dengan kemampuan kita yang lain sehingga dapat dilakukan lebih mudah. VI. Kesimpulan Mikrokontroler AT89S52 yang merupakan mikrokontroler keluarga ATMEL dapat diaplikasikan dalam berbagai bidang, salah satunya dalam fenomena fisika penentuan nilai percepatan gravitasi dengan percobaan bandul. Mikrokontroler menerima sinyal dari sensor yang di program agar dapat mendeteksi setiap perioda bandul setiap dua kali pengiriman sinyal dari sensor. Data kemudian diolah dengan Ms Excel sehingga didapatkan nilai dari percepatan gravitasi, dan dari percobaan ini didapat nilai percepatan gravitasi sebesar +10,4 m/s2. tentu saja nilai yang di dapat memiliki perbedaan dengan nilai referensi yaitu sebesar 9,8 m/s2 dikarenakan berbagai faktor yaitu, delay dari pemrograman, pantulan sinar sendor dari bandul, keadaan lingkungan dan berbagai faktor lainnya. Tetapi pada intinya percobaan ini menjadi menarik karena ternyata fenomena fisika dapat di otomatisasi sehingga memudahkan kita dalam melakukan pengamatannya.
Perhitungan sederhana ini dilakukan pada aplikasi Ms Excel dengan formulasi sesuai persamaan di atas. V. Diskusi Mikrokontroler diprogram agar dapat mengamati nilai dari periode osilasi bandul sebaik mungkin, dalam program telah di perkirakan bahwa eror yang terjadi hanyalan satu milidetik, tetapi pada kenyataanya nilai yang di dapat berbeda dengan referensi. Hasil nilai rata-rata nilai percepatan gravitasi yang diperoleh adalah 10,47 m/s2 berbeda dengan referensi yaitu sebesar 9,8 m/s2. Banyak faktor yang mempengaruhi dari keakuratan data yang diperoleh, mulai dari faktor lingkungan sampai faktor pada alat itu sendiri. Faktor lingkungan yang mempengaruhi diantaranya kemiringan dari lantai, getaran-getaran yang terjadi ketika percobaan dan sebagainya. Keakuratan data juga dipengaruhi oleh alat dan cara percobaan, misalkan ayunan bandul yang tidak sempurna sehingga simpangan yang terjadi tidak selurus yang diinginkan, selain itu besarnya bandul yang digunakan, sensor mendeteksi bandul ketika bandul tersebut melewati sensor, apabila sisi bandul tersebut cukup besar maka sensor akan langsung mendeteksinya dan ketika badul tersebut kembali maka sisi sebaliknya sensor akan mendeteksi sehingga pendeteksian bandul tidak tepat di tengah-tengah pusat massa.
VII. Referensi [1] Khairurrijal, M. Miftahul Munir, Asep Suhendi, Hendrayana Thaha, Suryadi ”DIKTAT MIKROKONTROLER MCS51”, 2007. [2] Eko Afgianto, ”Belajar mikrokontroller AT89C51/52/55, Teori dan Aplikasi” Andi, Yoyakarta, 2005. Sheet mikrokontroller [3] Data AT89C51/52/55 [4] http://www.saburchill.com/physics/ practicals/006.htm
58
