Modul 1. Pengantar Sistem Otomasi 2

I.

PENDAHULUAN Teknik industri adalah suatu teknik yang mencakup bidang desain, perbaikan, dan

pemasangan dari sistem terintegrasi yang terdiri dari manusia, bahan-bahan, informasi, peralatan dan energi. Hal ini digambarkan sebagai pengetahuan dan keterampilan yang spesifik dari ilmu matematika, fisika, dan ilmu-ilmu sosial bersama dengan prinsip dan metode dari analisis keteknikan dan desain untuk mengkhususkan, memprediksi, dan mengevaluasi hasil yang akan dicapai dari suatu sistem. Bidang garapan teknik industri adalah sistem integrasi yang terdiri dari manusia, material/bahan, informasi, peralatan, dan energi. Sedangkan otomasi didefinisikan sebagai suatu proses tanpa aktivitas langsung manusia dalam proses (Dorf, 1983), sehingga sistem otomasi didefinisikan sebagai kumpulan prosesproses tanpa aktivitas langsung manusia di dalamnya. Istilah "otomasi" digunakan pertama kali oleh General Motors pada tahun 1974 yang mendirikan departemen otomasi (automation department). Dalam definisi di atas dijelaskan bahwa sebuah sistem terintegrasi pasti memiliki minimal empat komponen (sub-sistem) yaitu manusia, material, peralatan dan energi. Ini berarti semua sistem yang memproduksi atau meningkatkan nilai tambah baik berupa barang maupun jasa adalah obyek yang dikelola oleh teknik industri, karena hampir semua sistem pasti memiliki keempat unsur tersebut. Terintegrasi menunjukkan bahwa interaksi yang terjadi dari keempat unsur tersebut bermuara kepada sebuah perilaku sistem yang lebih dari hanya penggabungan sederhana keempat unsur tersebut. Dengan demikian, manusia merupakan komponen yang tidak akan pernah dapat dihapuskan karena perannya sebagai sebuah sistem terintegrasi yang menjadi manusia karena semua sub-sistemnya berinteraksi sedemikian rupa. Namun, dengan tenaga dan kemampuan manusia yang terbatas, maka manusia harus memikirkan suatu cara untuk dapat mempermudag pekerjaannya yang semakin beragam dan bertambah banyak jumlahnya. Salah satunya adalah dengan mengembangkan sistem otomasi. Otomasi hanya dilakukan jika hasilnya lebih cepat, lebih baik secara kuantitas dan/atau kualitas dibandingkan dengan penggunaan tenaga kerja manusia. Dalam dunia industri, otomasi merupakan lanjutan dari mekanisasi, di mana mekanisasi masih membutuhkan operator manusia selama mesin beroperasi atau membutuhkan bantuan tenaga otot manusia agar mampu bekerja. Otomasi mengurangi peran manusia dalam hal tersebut.

1

Modul 1. Pengantar Sistem Otomasi

II. 

2

TUJUAN Mahasiswa mengetahui dan memahami perangkat dasar yang digunakan dalam otomasi (switch, pushbutton, relay, contactor, power supply, multimeter)



Mahasiswa memahami prinsip kerja relay



Mahasiswa memahami gambar rangkaian dari berbagai percobaan pada praktikum yang ada



III.

Mahasiswa memahami prinsip kerja rangkaian self-holding

DASAR TEORI III.1

DEFINISI OTOMASI DAN SISTEM OTOMASI

Ide dasar otomasi adalah sebagai berikut: 

Penggunaan elektrik dan/atau mekanik untuk menjalankan mesin/alat tertentu



Disertai “otak” yang mengendalikan mesin/alat tersebut



Agar produktivitas meningkat dan ongkos menurun. Berdasarkan ide dasar ini, munculah berbagai definisi otomasi dari beberapa ahli.

Grover P.M. mendefinisikan otomasi sebagai kebutuhan teknologi yang terkait kegiatan mekanik, elektronik yang kompleks berikut dengan dukungan sistem komputer dalam aktivitas dan pengendalian produksi. Selain itu, Kalpakjian mendefinisikan otomasi sebagai kebutuhan proses sebagai konsekuensi rancangan urutan operasi dengan sedikit atau tanpa bantuan operator, dengan menggunakan peralatan khusus yang melakukan dan mengendalikan proses manufaktur. Kemudian pada tahun 2006, M.S Kauffman mendefinisikan sistem otomasi sebagai suatu perubahan yang direncanakan di dalam suatu fisik atau tugas administratif yang memanfaatkan suatu proses baru, metoda, atau mesin untuk meningkatkan produktivitas, mutu, dan menyediakan analisa serta kendali metodologis.

III.2 JENIS-JENIS OTOMASI Sistem otomasi manufaktur meliputi operasi seperti pemrosesan, perakitan, inspeksi maupun material handling. Otomasi manufaktur terdiri atas tiga jenis berikut. 1. Fixed Automation (Otomasi Detroit) Merupakan jenis otomasi yang mempunyai konfigurasi peralatan tetap sesuai dengan tahapan proses operasinya maupun perakitannya. Jenis ini ditandai dengan: Laporan Praktikum Sistem Otomasi Industri Laboratorium Perancangan dan Otomasi Sistem Industri Fakultas Teknikn Program Studi Teknik Industri Unika Atma Jaya


3

 Modal awal yang besar  Laju produksi yang tinggi  Relatif tidak fleksibel dalam mengakomodasi perubahan produk 2. Programmable Automation Dalam jenis otomasi ini, alat-alat produksi dirancang dengan kemampuan untuk mengubah urutan operasi untuk mengakomodasi konfigurasi produk yang berbedabeda. Karakteristik jenis otomasi ini adalah sebagai berikut:  Modal besar untuk peralatan “general purpose”  Laju produksi relatif rendah  Fleksibel untuk perubahan konfigurasi  Sangat cocok untuk “batch production” 3. Flexible Automation Flexible automation merupakan pengembangan dari programmable automation dimana sistem mampu memproduksi berbagai jenis produk tanpa kehilangan waktu

secara

virtual untuk perubahan dari sebuah bentuk ke bentuk lainnya. Karakteristik jenis otomasi ini adalah sebagai berikut:  Modal besar untuk peralatan  Produksi kontinyu dari berbagai jenis produk  Laju produksi sedang  Fleksibel untuk perubahan variasi rancangan produk

III.3 ALASAN PENGGUNAAN OTOMASI Berikut adalah beberapa alasan penggunaan otomasi: 

Meningkatkan produktivitas perusahaan. Hal ini ditandai dengan lebih besarnya output per jam-orang apabila diterapkan otomasi pada operasi manufaktur.



Tingginya biaya tenaga kerja. Kecenderungan meningkatnya biaya tenaga kerja di dunia industri mendorong perusahaan menginvestasikan fasilitas otomasi yang relatif mahal. Dengan otomasi manufaktur dapat meningkatkan laju produksi sehingga harga per produk dapat lebih murah.



Tenaga kerja cenderung berpindah ke sektor pelayanan.

Laporan Praktikum Sistem Otomasi Industri Laboratorium Perancangan dan Otomasi Sistem Industri Fakultas Teknikn Program Studi Teknik Industri Unika Atma Jaya


4

Di negara maju tenaga kerja lebih menyukai sektor pelayanan. 

Kurangnya tenaga kerja untuk kemampuan tertentu. Kecenderungan terhadap industri pelayanan menyebabkan semakin sulit mendapatkan tenaga kerja dengan skill tertentu.



Keamanan. Dengan otomasi manufaktur pekerjaan lebih aman. Artinya keamanan atas kecelakaan kerja akibat operasi produksi lebih terjamin.



Tingginya harga bahan baku. Mahalnya harga bahan baku membutuhkan efisiensi pemakaian bahan baku. Dengan otomasi manufaktur scrap-rates dapat direduksi.



Meningkatkan kualitas produk. Otomasi tidak hanya menghasilkan produk dengan laju yang lebih cepat tapi juga meningkatkan kualitas produk jika dibandingkan dengan metode manual.



Menurunkan “Manufacturing Lead Time (MLT)”. Otomasi manufaktur dapat mereduksi waktu antara pemesanan pelanggan sampai pengiriman produk.



Menurunkan “in-process inventory”. Otomasi manufaktur dapat menyelesaikan produk pada lantai produksi lebih cepat.

III.4 ELEMEN DASAR SISTEM OTOMASI Sistem otomasi terdiri atas tiga komponen dasar, yaitu power, instruksi program dan sistem kontrol yang kesemuanya untuk mendukung proses otomasi.



Power Power atau sumber energi digunakan untuk mengoperasikan beberapa proses serta menggerakkan dan mengendalikan semua komponen sistem otomasi. Sumber energi dapat berupa energi listrik, baterai, accu, solar, bensin, air, angin, semuanya tergantung pada tipe sistem otomasi yang digunakan. Sebagai contoh, power untuk proses manufaktur adalah Electric Discharge Machining (EDM) menggunakan tenaga listrik untuk melelehkan baja.



Instruksi program Tindakan yang dilakukan oleh sebuah proses otomasi didefinisikan oleh instruksi program.


Modul 1. Pengantar Sistem Otomasi 

5

Sistem kontrol Elemen kontrol sistem otomasi menjalankan instruksi-instruksi program. Sistem control menyebabkan sebuah proses mampu menyelesaikan suatu fungsi yang telah ditetapkan Sebelumnya. Kontrol dalam sistem otomasi terdiri atas : 1) Closed loop control system / feedback control system Sistem ini terdiri atas elemen dasar sebagai berikut :  Parameter input, umumnya mengacu pada nilai output yang diinginkan.  Proses, merupakan operasi atau fungsi yang dikontrol.  Variabel output, merupakan beberapa variabel proses.  Sensor feedback, digunakan untuk mengukur variabel output serta membentuk loop antara input dan output.  Controller, bagian ini membandingkan input dan output dan melakukan penyesuaian yang diperlukan dalam sebuah proses untuk mengurangi perbedaan antara input-output.  Aktuator, merupakan perangkat hardware yang menampilkan output proses kontrol. Kelebihan sistem kontrol loop tertutup:  Ketelitian lebih baik (kualitas produksi lebih baik).  Sensitivitas yang lebih rendah dari ratio ��-�� terhadap variasi-variasi dalam karakteristik sistem.  Mengurangi efek nonlinieritas dan distorsi/gangguan.  Memperbesar bandwidth sistem (bandwidth sistem adalah daerah/range frekuensi dari input dalam mana sistem akan memberikan respons yang memuaskan). Kekurangan sistem kontrol loop tertutup:  Konstruksi lebih rumit dan pemeliharaan lebih mahal.  Kecenderungan kearah osilasi atau ketidakstabilan 2) Open loop control system Sistem ini beroperasi tanpa pengukuran variabel output (tanpa feedback) sehingga tidak ada perbandingan antara output dan parameter input yang diinginkan. Proses kontrol didasarkan pada keakuratan model dari efek aktuator dalam variable proses. Kelebihan sistem kontrol loop terbuka:  Konstruksi sederhana dan mengurangi pemeliharaan.



6

 Lebih murah  Tidak ada persoalan stabilitas  Cocok apabila output sulit diukur atau secara ekonomis tidak fisibel Kekurangan sistem kontrol loop terbuka:  Gangguan atau perubahan dalam kalibrasi menyebabkan kesalahan dan output mungkin berbeda terhadap apa yang diinginkan.  Untuk mempertahankan kualitas yang dibutuhkan pada output, rekalibrasi (kalibrasi kembali) harus dilakukan dari waktu ke waktu.

III.5 LEVEL OTOMASI Lima tingkatan otomasi dan kontrol dalam proses manufaktur adalah: 1) Level Alat (Device Level) Tingkatan ini merupakan tingkatan terendah yang meliputi aktuator, sensor dan komponen perangkat keras lainnya yang membangun sebuah mesin, misalnya loop pengendali mesin CNC atau satu engsel robot industri. 2) Level Mesin (Machine Level) Hardware pada level alat dirakit menjadi sebuah mesin, sebagai contoh: mesin perkakas CNC, robot industri, konveyor mesin, dll. Fungsi pengendali pada level ini meliputi pelaksanaan urutan langkah-langkah instruksi program secara benar dan memastikan setiap langkah tersebut dilakukan secara tepat. 3) Level Sel Atau Sistem (Cell/System Level) Sel atau sistem manufaktur merupakan kumpulan mesin-mesin atau workstation yang terhubung dan didukung oleh sebuah sistem material handling, komputer dan perangkat lainnya yang sesuai untuk proses manufaktur. Fungsi pengendali pada level ini meliputi part dispatching dan machine loading, koordinasi antar mesin dan sistem material handling serta evaluasi data hasil inspeksi. 4) Level Pabrik/Sistem Produksi (Plant Level) Perintah yang diterima dari sistem informasi perusahaan diterjemahkan menjadi rencana operasi bagi proses produksi. Fungsi pengendali pada level ini meliputi pemrosesan order, perencanaan proses, pengendalian persediaan, pembelian, perencanaan kebutuhan material, pengendalian lantai produksi (shop floor control) dan pengendalian kualitas. 5) Level Perusahaan (Enterprise Level)



7

Tingkat ini merupakan tingkat tertinggi yang terdiri atas sistem informasi perusahaan yakni menyangkut semua fungsi yang diperlukan untuk mengelola perusahaan, antara lain pemasaran, akunting, perancangan, penelitian, perencanaan agregat dan penjadwalan produksi utama.

IV.

ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN



2 buah push button normally open (NO)



2 buah push button normally closed (NC)



2 buah relay



2 pilot lamp AC



1 buah power supply



1 buah Miniature Circuit Breaker (MCB)



1 buah multimeter



Kabel penghubung dan konektor

V.

GAMBAR RANGKAIAN

+ -

Gambar 1.1 Gambar Rangkaian Percobaan Switch



8

+ -

Gambar 1.2 Gambar Rangkaian Percobaan Push Button 1

+ -

Gambar 1.3 Gambar Rangkaian Percobaan Push Button 2 + -

A1

+ A2

Gambar 1.4 Gambar Rangkaian Percobaan Relay: PB NO, Relay NO



9 + -

A1

11

+ -

12 A2

Gambar 1.5 Gambar Rangkaian Percobaan Relay: PB NO, Relay NC +

A1

+ -

-

11

14

12

A2

Gambar 1.6 Gambar Rangkaian Percobaan Relay: PB NC, Relay NO

Gambar 1.7 Gambar Rangkaian Percobaan Relay: PB NC, Relay NC

Laporan Praktikum Sistem Otomasi Industri Laboratorium Perancangan dan Otomasi Sistem Industri Fakultas Teknikn Program Studi Teknik Industri Unika Atma Jaya -


10

11 12 14

Gambar 1.8 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: AND

Gambar 1.9 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: HAND

-

Gambar 1.10 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: OR



Gambar 1.11 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: NOR

Gambar 1.12 Gambar Rangkaian Gerbang Logika: NOT

-

Gambar 1.13 Gambar Percobaan Self Holding

VI.

LEMBAR DATA


11


VII. TUGAS LAPORAN 1. Gambarkan dan jelaskan diagram hirarki otomasi industri!


12


13

4 Administration

3

Enterprise

2

Supervisory Group Control Unit Control

1

Field Sensors & Actors 0

Primary Technology Gambar 1.14 Diagram Hirarki Otomasi Industri

Hirarki sistem otomasi industri terdiri dari 5 level. 1. Level 0 (Actual Process Production) 2. Level 1 (Control) 3. Level 2 (Supervisory) 4. Level 3 (Enterprise) 5. Level 4 (Administration) 

Administration meliputi keuangan, HRD, dokumentasi dan perencanaan jangka panjang.



Enterprise meliputi menetapkan target produksi, ERP (Enterprise Resource Planning), koordinasi site yang berbeda dan pengelolaan order.



Manufacturing mengelola eksekusi, sumberdaya, aliran kerja, supervisi mutu, jadwal produksi dan pemeliharaan.



Supervision meliputi supervisi produksi dan lapangan, optimasi, eksekusi operation, visualisasi plant, penyimpanan data proses, log operasi dan history (open loop).



Group (Area), mengendalikan bagian pabrik yang terdefinisi jelas (a well-defined part of the plant) – merupakan sistem yang closed loop, kecuali untuk intervensi oleh operator/except for intervention of an operator). o Coordinate individual subgroups o Adjust set-points and parameters



14

o Command several units as a whole 

Unit (Cell) mengendalikan l (regulation, monitoring and protection) bagian dari suatu group – merupakan sistem closed loop kecuali untuk maintenance. o Measure: Sampling, scaling, processing, calibration. o Control: regulation, set-points dan parameter 2 o Command: sequencing, protection & interlocking



Field meliputi data acquisition (Sensors & Actors), data transmission tidak memproses kecuali koreksi pengukuran (measurement correction) dan built-in protection

2. Gambarkan rangkaian gerbang logika (AND, OR, NOT, dll) untuk alarm proses di bawah ini! (Gambar pada modul) Kondisi terjadinya alarm adalah: 

High temperature dan low pressure



High pressure dan high level



High level, low temperature dan high pressure Tabel 1.1 Tabel Kebenaran Karnaugh Map 3 Variabel

Keterangan: A : Temperature B : Pressure Laporan Praktikum Sistem Otomasi Industri Laboratorium Perancangan dan Otomasi Sistem Industri Fakultas Teknikn Program Studi Teknik Industri Unika Atma Jaya


15

C : Level Y = AB’C’ + A’BC + AB’C Disederhanakan dengan metode Karnaugh Map BC 00 01 11 A 10 1 0 1 1 1 Jadi, Y = AB’ + A’BC A

B

C Gambar 1.15 Rangkaian Gerbang Logika untuk Alarm Proses 3. Jelaskan perbedaan dan persamaan dari relay dan contactor! Perbedaan: 

Secara fisik dan kasat mata, contactor memiliki ukuran yang lebih besar daripada relay.



Biasanya contactor digunakan untuk salah satu material atau alat bantu untuk sistem motor induksi 3 fasa. Sedangkan relay digunakan untuk salah satu material atau alat bantu untuk sistem control (PLC).

Persamaan: 

Contactor dan relay sama-sama dilengkapi dengan normally open dan normally closed.



Contactor dan relay sama-sama memilik coil yang apabila dialiri arus listrik akan menimbulkan medan magnet.

4. Jelaskan syarat-syarat atau kriteria relay yang baik dan aplikasi relay pada kehidupan sehari-hari! Syarat-syarat atau kriteria relay yang baik: 

Cepat Beraksi



16

Relay harus cepat bereaksi/bekerja bila sistem mengalami gangguan atau kerja abnormal. 

Selektif Kecermatan pemilihan dalam mengadakan pengamana, dalam hal ini menyangkut koordinasi pengamanan dari sistem keseluruhan.



Peka/Sensitif Relay harus dapat bekerja dengan kepekaan yang tinggi, yaitu harus cukup sensitif terhadap gangguan didaerahnya meskipun gangguan tersebut minimum.



Handal/Reliability Kehandalan relay dikatakan cukup baik bila mempunyai harga 90 s/d 99%.

Aplikasi relay pada kehidupan sehari-hari: 

Lampu motor agar lebih terang Lampu motor yang redup bisa disebabkan bertambah besarnya tahanan dalam rangkaian lampu kepala. Hal tersebut bisa diakali dengan menggunakan relay. Prinsipnya arus listrik dari baterai langsung dialirkan ke lampu kepala melalui terminal 30 dan 87 pada relay. Sedangkan arus listrik yang mengalir melalui rangkaian hanya digunakan untuk menghidupkan elektromagnetik relay pada terminal 85 dan 86. Secara detailnya bisa dilihat di cara memasang relay pada lampu motor agar lebih terang.



Kunci pengaman sepeda motor Untuk membuat kunci pengaman bisa dilakukan dengan menggunakan sebuah relay. Prinsipnya

relay

tersebut

digunakan

untuk

saklar

yang

memutus

dan

menghubungkan arus listrik menuju koil. Untuk cara membuatnya bsia dilihat pada rangkaian kunci pengaman sepeda motor. 

Lemari es Pada saat motor kompresor mulai bekerja, arus listrik mengalir ke kumparan utama (run winding). Torsi yang ditimbulkan oleh induksi kumparan utama ini tidak cukup untuk menggerakkan kompresor. Untuk memperbesa rtorsi saat kompresor mulai bekerja (starting torque) maka motor membutuhkan bantuan tenaga yang didapatkan dengan cara mengalirkan arus listrik ke kumparan bantu (auxiliary winding) pada motor. Setelah putaran motor mencapai ±75% dari putaran maksimumnya, motor tidak lagi memerlukan tambahan torsi, sehingga torsi tambahan bisa dilepas atau



17

diputus. Untuk memutus aliran arus listrik ke kumparan bantu (auxiliary winding) digunakan sebuah komponen pemutus arusyang dinamakan starting relay. 

Pompa air otomatis Pada pompa air otomatis, relay digunakan untuk mengaktifkan pompa dan mematikan pompa sesuai dengan kondisi level air pada tandon. Saat tandon pada level rendah relay akan close sehingga mengaktifkan pompa. Saat tandon pada level tinggi relay akan open kembali sesuai kondisi awal yaitu Normally Open (NO).

5. Jelaskan minimal 3 aplikasi rangkaian self holding dalam kehidupan sehari-hari! 

Pintu gerbang otomatis Cara kerjanya adalah sebagai berikut. Mobil masuk garasi Saat mobil berada di depan garasi, mobil menghalangi cahaya dioda sinar laser 1dan 2 yang diarahkan mengenai sensor LDR 1 dan LDR 2. Bersamaan dengan turunnya nilai resistansi LDR 1 dan LDR 2, maka akan memicu relai untuk memberikan sinyal masukan pada PLC untuk menaikkan pintu sampai limit switch batas atas terpicu. Saat mobil bergerak masuk dan tepat berada dibawah pintu, mobil akan mengaktifkan sensor 3 yang berada di dekat pintu. Tetapi bekerjanya sensor ini setelah mobil melewati area sensor 3. Setelah mobil melewati sensor 3 pintu akan menutup sampai limit switch batas bawah. Mobil keluar garasi Saat mobil akan keluar dari garasi, mobil harus maju kedepan untuk mengaktifkan sensor 4, setelah aktif sensor akan memberikan sinyal ke relay. Relay sensor akan bekerja sehingga akan memberikan sinyal masukan ke PLC untuk membuka pintu. Pintu terbuka sampai limit switch batas atas pintu. Saat mobil bergerak keluar dan tepat berada dibawah pintu, mobil mengaktifkan sensor 3 yang berada di dekat pintu. Dan bekerja seperti pada saat mobil masuk. Saat mobil keluar dan menghalangi cahaya sensor 1 dan sensor 2, PLC tidak akan bekerja meskipun kedua sensor memberikan sinyal masukan. Dan selanjutnya setelah mobil meninggalkan area sensor 1 dan 2, kondisi kembali seperti semula.



Eskalator otomatis



18

Eskalator otomatis adalah eskalator yang secara otomatis akan ON ketika ada orang yang akan menaikinya. Dan akan secara otomatis OFF jika dalam periode waktu tertentu eskalator tidak mendeteksi adanya orang yang akan menaikinya. 

Motor Starter Prinsipnya adalah sebagai berikut: o Tersedia satu buah push button Normally Open (NO) dan satu buah push button Normally Closed (NC), yang digunakan untuk menyalakan (ON) dan mematikan (OFF) sebuah motor. o Push button Normally Open untuk menyalakan motor terhubung dengan alamat PLC%I0.0. o Push button Normally Closed untuk mematikan motor terhubung dengan alamat PLC%I0.4. o Motor terhubung dengan alamat PLC%Q0.0 o Ketika push button ON ditekan satu kali motor akan menyala terus. Untuk mematikan motor, push button OFF ditekan satu kali.

VIII.

APLIKASI DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI Aplikasi sistem otomasi dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.

a. Otomasi dalam produk (hasil industri) 

Mobil o Kendali peralatan (kaca jendela, tempat duduk, radio) o Kendali motor (pengatur sirkulasi udara) o ABS, brake-by-wire, steer-by-wire o Kurang lebih 20% harga karena tambahan feature elektrik (meningkat 10% per tahun)



Kendali avionics pesawat o Kendali penerbangan, auto-pilot o Manajemen penerbangan (jumlah penumpang, dll) o Rekaman penerbangan (termasuk black box) o File-by-wire (fixed route)

b. Otomasi dalam Manufaktur Fleksibel 

Konveyor



Mesin CNC



Robot



Logistik

19

c. Otomasi dalam Pembangkit Listrik 

Penyediaan bahan baku



Proses utama (tenaga uap, tenaga angin)



Keamaan personal, pabrik dan lingkungan sekitar



Dampak lingkungan



Proses pembangkitan (voltage dan frekuensi)



Distribusi energi

IX.

ANALISA

IX.1

Laporan Pada percobaan modul pertama ini, percobaan dibagi menjadi 5 bagian, yaitu percobaan

switch, percobaan push button, percobaan relay, gerbang logika dan percobaan self holding. Jenis arus yang digunakan untuk semua percobaan adalah arus DC, karena rangkaian yang dibuat hanya sederhana dan jika menggunakan AC arus dan tegangan yang dihasilkan akan lebih besar, sehingga dapat menyebabkan lampu pecah. Perlu diingat pula bahwa arus listrik selalu mengalir dari kutub positif ke kutub negatif. Pada percobaan switch, ketika switch dalam posisi ON, besar hambatan yang dihasilkan adalah 15,6 ohm dan kondisi lampu menyala. Hal ini disebabkan karena saat switch dalam posisi ON, maka kondisi switch adalah closed, yaitu kedua lempeng kontak bersentuhan dan arus listrik dapat mengalir dari satu lempeng ke lempeng yang lain. Sedangkan ketika switch dalam posisi OFF, besar hambatan yang dihasilkan adalah 0 ohm dan kondisi lampu mati. Hal ini disebabkan karena saat switch dalam posisi OFF, kondisi switch adalah open, yaitu kedua lempeng kontak terpisah sehingga tidak dapat melewatkan arus. Pada percobaan push button, praktikan menggunakan dua jenis push button, yaitu push button normally open (NO) dan push button normally closed (NC). Ketika push button NO tidak ditekan, besar hambatan yang dihasilkan adalah 0 ohm dan kondisi lampu mati. Hal ini disebabkan karena pada kondisi ini push button mengalami kondisi awal, yaitu kedua lempeng kontak dalam keadaan open sehingga tidak dapat melewatkan arus listrik. Sedangkan ketika push button NO ditekan, besar hambatan yang dihasilkan adalah 6,5 ohm dan kondisi Laporan Praktikum Sistem Otomasi Industri Laboratorium Perancangan dan Otomasi Sistem Industri Fakultas Teknikn Program Studi Teknik Industri Unika Atma Jaya


20

lampu menyala. Hal ini disebabkan karena dalam kondisi ini kedua lempeng kontak dalam keadaan closed sehinngga dapat melewatkan arus listrik. Kemudian ketika push button NC tidak ditekan, maka besar hambatan yang dihasilkan adalah sebesar 2,7 ohm dan kondisi lampu menyala. Hal ini disebabkan karena pada push button NC, kondisi awal (saat tidak ditekan) kedua lempeng kontak dalam keadaan closed sehingga dapat melewatkan arus listrik. Begitu pula sebaliknya, pada saat push button NC ditekan maka lempeng kontak akan dalam keadaan open dan tidak dapat melewati arus listrik, sehingga hambatan yang dihasilkan adalah 0 ohm dan kondisi lampu mati. Selanjutnya pada percobaan relay, jenis push button yang digunakan adalah dua jenis, yaitu pust button normally open (NO) dan push button normally closed (NC). Begitu pula dengan kontak relay. Praktikan juga menggunakan dua jenis kontak relay yaitu kontak relay normally open (NO) dan kontak relay normally closed (NC). Pada saat menggunakan kontak relay NO dan push button NO tidak ditekan, maka besar hambatan yang dihasilkan adalah 0 ohm dan kondisi lampu mati. Sedangkan saat push button NO ditekan, maka hambatan yang dihasilkan adalah 0,4 ohm dan kondisi lampu menyala. Ketika menggunakan kontak relay NC dan push button NO ditekan, maka besar hambatan yang dihasilkan adalah 0,3 ohm dan kondisi lampu menyala. Sedangkan ketika push button NC ditekan, maka besar hambatan yang dihasilkan adalah 0 ohm dan lampu dalam kondisi mati. Hal ini disebabkan karena kontak NO akan menyambungkan rangkaian pada saat relay diaktifkan dan sebaliknya akan memutuskan rangkaian pada saat relay tidak aktif. Kontak NO disebut juga Form A atau make-contact. Kemudian ketika menggunakan kontak relay NO dan push button NC tidak ditekan, maka hambatan yang dihasilkan adalah 1,4 ohm dan lampu dalam kondisi menyala. Sedangkan ketika push button NC ditekan, maka hambatan yang dihasilkan adalah sebesar 0 ohm dan lampu dalam kondisi mati. Setelah itu ketika menggunakan kontak relay NC dan push button NC tidak ditekan, maka hambatan yang dihasilkan adalah 0 ohm dan lampu dalam kondisi mati. Sedangkan ketika push button NC ditekan, maka hambatan yang dihasilkan adalah sebesar 0,4 ohm dan lampu dalam kondisi menyala. Hal ini disebabkan karena kontak NC memutuskan rangkaian pada saat relay diaktifkan dan sebaliknya menyambungkan rangkain pada saat relay tidak aktif. Kontak NC disebut juga Form B atau break-contact. Kemudian percobaan selanjutnya adalah membuat rangkaian gerbang logika. Praktikan membuat empat jenis rangkaian gerbang logika, yaitu rangkaian gerbang logika AND, NAND, OR, NOR dan NOT. Pada rangkaian AND, output (lampu) tidak dapat menyala ketika relay tidak aktif dan push button tidak ditekan, relay tidak aktif namun push button ditekan, Laporan Praktikum Sistem Otomasi Industri Laboratorium Perancangan dan Otomasi Sistem Industri Fakultas Teknikn Program Studi Teknik Industri Unika Atma Jaya


21

ataupun ketika relay aktif tetapi push button tidak ditekan. Output hanya dapat menyala ketika relay diaktifkan dan push button ditekan. Selanjutnya percobaan yang dilakukan adalah rangkaian NAND. Rangkaian NAND adalah kebalikan dari rangkaian AND. Disebut demikian karena pada rangkaian NAND, output dapat menyala ketika relay tidak aktif dan push button tidak ditekan, relay tidak aktif namun push button ditekan, ataupun ketika relay aktif tetapi push button tidak ditekan. Output hanya tidak dapat menyala ketika relay diaktifkan dan push button ditekan secara bersamaan. Selanjutnya adalah rangkaian OR. Pada rangkaian OR, output dapat menyala ketika relay tidak aktif namun push button ditekan, relay aktif tetapi push button tidak ditekan, ataupun ketika relay diaktifkan dan push button ditekan secara bersamaan. Output hanya tidak dapat menyala ketika relay tidak diaktifkan dan push button tidak ditekan. Kemudian rangkaian berikutnya adalah rangkaian NOR. Rangkaian NOR adalah kebalikan dari rangkaian OR. Disebut demikian karena pada rangkaian OR, output hanya dapat menyala ketika relay tidak diaktifkan dan push button tidak ditekan. Sedangkan ketika relay tidak aktif namun push button ditekan, relay aktif tetapi push button tidak ditekan, ataupun ketika relay diaktifkan dan push button ditekan secara bersamaan, output tidak dapat menyala. Kemudian rangkaian gerbang logika terakhir adalah rangkaian gerbang logika NOT. Pada rangkaian ini, ketika relay tidak diaktifkan, maka relay akan aktif. Dan sebaliknya ketika relay aktif, maka relay akan menjadi tidak aktif. Begitupun yang terjadi pada push button. Jika push button ditekan, justru akan membuat fungsi push button seperti tidak ditekan. Dan sebaliknya jika push button tidak ditekan, justru akan membuat fungsi push button seperti ditekan. Percobaan yang terakhir adalah percobaan self holding. Rangkaian logika self holding dilakukan dengan menserikan dua buah push button (push button NO dan NC) yang kemudian diparalelkan dengan relay NO. Pada saat push button NO ditekan, maka output (lampu) akan menyala dan ketika push button NO dilepas output akan tetap menyala. Output baru akan mati ketika push button NC ditekan. IX.2

Jurnal Jurnal berjudul “Alat Bantu Pengajaran Interaktif Teknik Digital Berbasis Web” yang dibuat oleh Riandini dan Mera Kartika Delimayanti cukup menarik. Jurnal ini membahas tentang perancangan suatu rangkaian logika untuk memudahkan para mahasiswa teknik elektro agar pembelajaran yang mereka lakukan dapat menjadi lebih menarik, mudah dipahami, dan interaktif bagi mahasiswa tersebut. Dalam abstrak, jurnal ini menyebutkan bahwa Karnaugh Map (K-map) yang berfungsi untuk menyederhanakan persamaan logika padasuatu rangkaian logika merupakan sub-materi Laporan Praktikum Sistem Otomasi Industri Laboratorium Perancangan dan Otomasi Sistem Industri Fakultas Teknikn Program Studi Teknik Industri Unika Atma Jaya


22

wajib pada MK-Teknik Digital di jurusan TE-PNJ, tetapi proses belajar mengajar yang dilakukan masih manual. Hasil dari penelitian ini adalah suatu perangkat lunak berbasis web yang digunakan sebagai alat bantu ajar K-map yang interaktif. Tujuan utama alat bantu ini adalah agar proses belajar mengajar menjadi lebih menarik, mudah dipahami, dan interaktif bagi mahasiswa. Perangkat lunak direalisasikan dengan menggunakan pemrograman berbasis web sehingga sifatnya open source (tidak membutuhkan lisensi). Aplikasi K-map yang dibuat dapat melakukan penyederhanaan rangkaian logika dengan jumlah input 2 sampai 4 variabel serta ditambah dengan kondisi don’t care. Selain itu perangkat lunak tersebut dapat menampilkan baik persamaan logika input dan output serta jumlah gerbang-gerbang logika dasar (AND, OR dan NOT) yang terdapat pada masing-masing persamaan logika tersebut. Kelebihan dari jurnal ini salah satunya adalah penulis mennyajikannya dengan cukup lengkap. Dalam jurnal ini, penulis menjelaskan kata kunci penelitiannya secara lengkap dan jelas, yaitu K-map, input variabel, kondisi don’t care dan gerbang logika. Selain itu, penulis juga menyajikan gambar-gambar hasil tampilan (screenshot) pengembangan perangkat lunak "Karnaugh Map Explorer 1.0a". Kelebihan lainnya, penulis juga menjelaskan cara-cara penggunaan software tersebut. Kekurangan dari jurnal ini adalah penulis tidak menjelaskan tentang alat bantu ajar interaktif teknik digital lainnya yang sudah lebih dahulu berkembang sehingga pembaca tidak dapat membandingkan alat bantu ajar interaktif teknik digital dengan aplikasi k-map berbasis web ini dengan alat bantu ajar interaktif lainnya. Selain itu, penulis juga tidak menyebutkan secara lengkap kelebihan dan kekurangan dari aplikasi ini, juga kelebihan dan kekurangan mengajar menggunakan aplikasi tersebut. Saran yang dapat saya sampaikan untuk penulis adalah untuk selanjutnya alangkah baiknya jika suatu jurnal menampilkan juga hal-hal yang menjadi pembanding dari apa yang sedang diteliti tersebut sehingga pembaca dapat mengetahui kelebihan dan kekurangan dari hal yang sedang diteliti. Selain itu dalam menulis jurnal sebaiknya menggunakan bahasa yang mudah dimengerti karena jurnal seperti ini akan dibaca oleh umum, bukan hanya oleh mahasiswa atau para pengajar teknik elektro.

X. 

DAFTAR PUSTAKA Yodaime,

Ade.

2012.

Otomasi

Idustri.

(on-line).

http://yodaimeade.blogspot.co.id/2012/11/otomasi-industri.html. (diakses tanggal 16 September 2015) Laporan Praktikum Sistem Otomasi Industri Laboratorium Perancangan dan Otomasi Sistem Industri Fakultas Teknikn Program Studi Teknik Industri Unika Atma Jaya


23

Herman. 2013. Aplikasi Gerbang Logika Sebagai Pengontrol Suhu Ruang. (on-line). http://gaptechkology.blogspot.co.id/2013/04/aplikasi-gerbang-logika-sebagai.html. (diakses tanggal 16 September 2015)



Sumarno, Edi. 2015. Aljabar Boolean dan Penggunaan Gerbang Logika. (on-line). http://www.academia.edu/7714879/aljabar-boolean-dan-penggunaan-gerbang-logika (diakses tanggal 16 September 2015)



Belton,

D.

1998.

Karnaugh

Map.

http://www.ee.surrey.ac.uk/Projects/Labview/minimisation/karnaugh.html. tanggal 16 September 2015)

XI. 

LAMPIRAN Jurnal (halaman berikutnya)


(on-line). (diakses

Modul 1. Pengantar Sistem Otomasi 2

Recommend Documents