RANCANG BANGUN MIKRO PLC BERBASIS ATMEGA 16 UNTUK DASAR PEMBELAJARAN PLC
Design and Implementation Micro PLC Based on ATMega 16 for PLC Basic Learning
PROYEK AKHIR
untuk memenuhi sebagian persyaratan menyelesaikan pendidikan Diploma III
Diajukan oleh: RIDHO MUHAMMAD 091311054
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012
ABSTRAK
Programmable Logic Controllers (PLC) adalah perangkat elektronik yang biasa dipakai sebagai kontrol sekuensial di dunia industri. PLC yang memiliki harga yang mahal menyebabkan percobaan langsung mengenai hardware PLC sulit didapatkan. Pada proyek
akhir ini penulis merealisasikan MicroPLC berbasis ATMega16 sebagai hardwarenya dan sebagai programmernya merealisasiskan MNEMONIC Programmer yang dirancang menggunakan Visual Basic 6. Mikro PLC ini dapat bekerja dengan MNEMONIC sebagai berikut, LD, AND, OR,
LDNOT, ANDNOT, ORNOT, EXOR, EXNOR dan OUT. MikroPLC ini berkomunikasi dengan MNEMONIC Programmer melalui RS-232.
Kata kunci: Programmable Logic Controllers(PLC), Mikrokontroler ATMega16, MicroPLC,
MNEMONOIC Programmer.
vii
ABSTRACT
Programmable Logic Controllers (PLC) is an electronic device that is usually used as a control sequence in the industrialized world. PLC which has a high price led to experiments directly on PLC hardware is difficult to obtain. In this final project writer realization
MicroPLC ATmega16 as the hardware and MNEMONIC Programmer as the software designed using Visual Basic 6. Micro PLC can work with the following mnemonic, LD, AND, OR, LDNOT, ANDNOT, ORNOT, EXOR, EXNOR and OUT. This MicroPLC communicates
with MNEMONIC Programmer via RS-232.
Keywords: Programmable Logic Controllers(PLC), Microcontroller ATMega 16, MicroPL,
MNEMONIC Programmer.
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya panjatkan kehadirat Allah Subhanahu wa-ta'ala yang atas karunia-Nyalah saya dapat menyelesaikan proyek akhir yang berjudul “Rancang Bangun Mikro PLC Berbasis ATMega 16 untuk Dasar Pembelajaran
PLC”.
Kemajuan teknologi telah mengubah cara hidup manusia menjadi lebih mudah dan cepat dalam menyelesaikan suatu pekerjaan. Bidang elektronika menjadi salah satunya terutama dalam bidang industri. Programmable Logic Controllers(PLC) menjadi salah satu media penghubung dalam sistem
automatisasi di industri. Pada proyek akhir ini. akan direalisasikan sebuah mikro
PLC untuk dasar pembelajaran PLC yang banyak digunakan oleh industri. Dalam penyusunan laporan ini saya mendapat bantuan dari banyak pihak. Oleh karena itu, saya ingin mengucapkan terimakasih kepada: 1. Bapak Ir. Hari Purnama, M.Eng selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro 2. Ibu Ervin Masita Dewi, ST., MT. selaku Ketua Program Studi D3 Teknik Elektronika 3. Ibu Dr. Ir. Tolangowati Olii Kamil, BSc., MT. selaku Pembimbing I dan Bapak Drs. Syaiful Azwar Danil selaku Pembimbing II terimakasih untuk segala bimbingan, saran, nasihat dan motivasi. 4. Drs. Suyanto, ST., M.Eng. selaku Ketua Penguji, Rida Hudaya DUTech, ST., DEA. selaku Penguji I, dan Endang Sukarna, ST.,MT. selaku Penguji II. 5. Tjan Swi Hong, BSc., M.Sc. sekalu selaku koordinator Proyek Akhir 2012 dan Seluruh Panitia Proyek Akhir 2012 yang terus memberi dorongan semangat hingga penulis dapat menyelesaikan proyek ini. 6. Seluruh Staf Dosen Program Studi Elektronika yang telah memberikan ilmu dan keterampilan selama kuliah di POLBAN. 7. Seluruh Staf teknisi laboratorium Program Studi Teknik Elektronika yang selalu sabar melayani dan membantu penulis.
v
8. Rekan-rekan Teknik Elektronika, khususnya angkatan 2009 kelas EC-B
dan angkatan 2009 pada umumnya yang telah memberi dorongan dan bantuan kepada penulis.
9. Semua pihak yang telah membantu penulis selama pembuatan proyek
akhir ini. Semoga amal baiknya mendapat imbalan yang berlipat ganda dari Allah SWT.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan laporan proyek akhir ini masih
jauh dari sempurna, banyak kekurangan yang disebabkan keterbatasan
pengetahuan yang saya miliki, untuk itu saya sangat mengharapkan kritik dan
saran yang membangun.
Semoga laporan proyek akhir ini dapat berguna bagi perkembangan ilmu pengetahuan pembaca terutama dalam bidang Elektronika.
Bandung, Juli 2012
Penulis
vi
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ........................................................................................... v ABSTRAK ........................................................................................................... vii
ABSTRACT ........................................................................................................ viii DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................I-1
1.1
Latar Belakang Masalah ......................................................................... I-1
1.2
Tujuan ..................................................................................................... I-1
1.3
Perumusan Masalah ................................................................................ I-2
1.4
Batasan Masalah ..................................................................................... I-2
1.5
Metodologi ............................................................................................. I-2
1.6
Sistematika Laporan ............................................................................... I-3
BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................... II-1 2.1
Programmable Logic Controllers(PLC) ............................................... II-1
2.2
Bagian – bagian Programmable Logic Controller ................................ II-2
2.3
Sistem Kerja PLC ................................................................................. II-5
2.4
Konsep dasar Logik PLC ..................................................................... II-6
2.5
Mikrokontroller .................................................................................... II-9
2.6
Komunikasi serial RS232 ................................................................... II-13
2.7
Visual Basic 6 ..................................................................................... II-15
2.8
Bahasa Pemograman BASCOM – AVR ............................................ II-16
BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI ............................................ III-1 3.1
Tujuan Perancangan ............................................................................ III-1
3.2
Langkah Perancangan .......................................................................... III-1
3.3
Perancangan Alat ................................................................................. III-1
3.4
Realisasi Alat ..................................................................................... III-13
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA ......................................................... IV-1 4.1
Tujuan Pengujian dan Analisa ............................................................. IV-1
ix
4.2
Pengujian dan Analisa Perangkat Keras .............................................. IV-1
4.3
Pengujian dan Analisa Perangkat Lunak ............................................. IV-5
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ V-1 5.1
Kesimpulan ........................................................................................... V-1
5.2 Saran ..................................................................................................... V-1 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C LAMPIRAN D
x
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A GAMBAR RANGKAIAN Lampiran 1-Skematik Gabungan Lampiran 2-Skematik Sismin Lampiran 3-Skematik Driver LCD Lampiran 4-Skematik Modul Input Mikro PLC Lampiran 5-Skematik Modul Output Mikro PLC Lampiran 6-Skematik Catu daya GAMBAR PCB Lampiran 7-Layout PCB Sismin Lampiran 8-Layout PCB Modul Input Output
LAMPIRAN B Listing Program BASCOM Listing Program Visual Basic 6 LAMPIRAN C Datasheet Komponen LAMPIRAN D Penjelasan 9 MNEMONIC yang didukung
xi
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1: Karakter khusus pada BASCOM – AVR ........................................ II-16 Tabel 2.2: Tabel Operator relasi........................................................................ II-20 2.3: Tabel Operator Logika ..................................................................... II-21 Tabel 3.1: Pengalamatan port input ................................................................... III-5 Tabel Tabel 3.2: Pengalamatan port output ................................................................. III-6
Tabel 4.1: Pengukuran Pada Port Sismin berdasarkan Program ........................ IV-3 Tabel 4.2: Pengukuran modul Input ................................................................... IV-4 Tabel 4.3: Pengukuran modul Output ................................................................ IV-4 Tabel 4.4: Regulator 5V dengan IC 7805 .......................................................... IV-5 Tabel 4.5: Regulator 12V dengan IC 7812 ........................................................ IV-5 Tabel 4. 6 Hasil Eksekusi Contoh Program 1 .................................................... IV-7
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1: Diagram Konsep Aplkiasi PLC ...................................................... II-1 Gambar 2.2: Blok Diagram Programmable Controller ....................................... II-3 Gambar 2.3: Konsep Sistem Kendali Berbasis PLC ........................................... II-6 Gambar 2.4: Diagram tangga NOT ..................................................................... II-6 Gambar 2.5: Diagram tangga AND .................................................................... II-7 Gambar 2.6: Diagram tangga NAND.................................................................. II-7 Gambar 2.7: Diagram tangga OR........................................................................ II-7 Gambar 2.8: Diagram tangga NOR ..................................................................... II-8 Gambar 2.9: Diagram tangga X-OR ................................................................... II-8 Gambar 2.10: Diagram tangga X-NOR .............................................................. II-8 Gambar 2.11: Blok Diagram ATmega16 .......................................................... II-10 Gambar 2.12: Peta memori program ................................................................. II-13 Gambar 2.13: Peta memori data ........................................................................ II-13 Gambar 2.14: Rangkaian converter komunikasi mikrokontroller dan RS232 .. II-15 Gambar 2.15: Screenshot Visual basic 6 .......................................................... II-16 Gambar 3.1: Diagram Blok Sistem MicroPLC .................................................. III-2 Gambar 3.2: Rangkaian Driver LCD ................................................................. III-3 Gambar 3.3: Rangkaian Sistem Minimum ATmega16 ...................................... III-4 Gambar 3.4: Skematik Modul Input .................................................................. III-5 Gambar 3.5: Skematik Modul Output ................................................................ III-6 Gambar 3.6: Diagram skematik catu tegangan .................................................. III-7 Gambar 3.7: Tampak isometrik tanpa panel atas ............................................... III-7 Gambar 3.8: Tampak atas tanpa panel atas ........................................................ III-8 Gambar 3.9: Tampak isometrik dengan panel atas ............................................ III-8 Gambar 3.10: Tampak atas dengan panel atas ................................................... III-8 Gambar 3.11: Flow chart rancangan visual basic 6 ........................................... III-9 Gambar 3.12: Flow chart rancangan BASCOM AVR ..................................... III-11 Gambar 3.13: Catu Daya PLC Mnemonic ....................................................... III-13 Gambar 3.14: Sistem Minimum ATMega16 ................................................... III-13 Gambar 3.15: Modul I/O PLC ......................................................................... III-14 Gambar 3.16: Realisasi Box PLC .................................................................... III-14 Gambar 3.17: Realisasi PLC Mnemonic .......................................................... III-15 Gambar 3.18: Screenshot Realisasi Program Visual Basic .............................. III-15 Gambar 3.19: Screenshoot realisasi Program BASCOM AVR ....................... III-16 Gambar 4.1: Ujicoba LCD ................................................................................. IV-2 Gambar 4.2: Screenshot Contoh Listing Program 1 .......................................... IV-6 Gambar 4.3: Screenshot Contoh Listing Program 2 .......................................... IV-7 Gambar 4.4: Screenshot Contoh Listing Program 3 .......................................... IV-8
xii
DAFTAR PUSTAKA
Firdaus., 2007. 64 Trik tersembunyi Visual Basic 6. Penerbit Maxicom, Palembang.
Rakhman, Edi. 2011. Diktat Kuliah Sistem Otomatisasi Industri. POLBAN, Bandung
Wardhana, Lingga. 2006. Belajar sendiri mikrokontroler AVR seri ATmega8535, simulasi, hardware dan aplikasi. C.V ANDI OFFSET (Penerbit ANDI), Yogyakarta. ITB, Litbang HME. 2011. Kit seminar dan Workshop AVROLOGI 2011. HME ITB, Bandung.
Iswanto,ST., 2008 .Design dan Implementasi Sistem Embedded Mikrokontrol ATMega8535 dengan Bahasa Basic. Penerbit Gava Media, Yogyakarta. Setiawan, Afrie., 2011. 20 Aplikasi mikrokontroler ATMega8535 dan ATMega16. Penerbit Andi Publiser, Yogyakarta. Komunikasi Serial RS232 | Elektronika dan Instrumentasi - http://electronicalinstrument.blogspot.com/2010/06/komunikasi-serial-rs232.html diunduh tanggal 21 mei 2012 Sumber
Gambar RS232 http://www.indorobotika.com/ image/userfiles/RS232_adapter.PNG - diunduh tanggal 21 mei 2012
Pemrograman Dasar Microcontroller AVR dengan BASCOM-AVR (Bag. 1) http://gubukilmugratis.blogspot.com/2009/12/pemrograman-dasarmicrocontroler-avr.html Fungsi Logika PLC | lang8088 - http://lang8088.blogspot.com/2011/12/fungsilogika-plc.html Programatically erase EEPROM - Microcontroller Forum Tracker http://www.microcodes.info/programatically-erase-eeprom-501.html Datasheet ATMega16 - http://www.atmel.com/Images/doc2466.pdf Datasheet IC 74HC573 -http://www.nxp.com/documents/data_sheet/ 74HC_HCT573.pdf
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
DATA DIRI Nama Lengkap
Ridho Muhammad
Tempat/ Tanggal Lahir
Bontang / 18 Januari 1991
Jenis Kelamin
Laki - Laki
Status
Belum Menikah
Kewarganegaraan
Indonesia
Alamat
JL. Gunung Sindoro No 17 Komp BSD, Bontang Kalimantan Timur
No. HP
+6285-222-932-454
E-mail
[email protected]
Bahasa
Indonesia
LATAR BELAKANG PENDIDIKAN
2009 – 2012
D3 Teknik Elektronika - PoliteknikNegeri Bandung
2006 - 2009
SMA Negeri 15 Bandung
2003 - 2006
SMP Yayasan Pupuk Kaltim Bontang
1998 - 2003
SD 1 Yayasan Pupuk Kaltim Bontang
