RANCA ANG BAN NGUN PE ENGONT TROLAN N JARAK JAUH DAN D OTOM MATIS UNTUK U PE ENGEND DALIAN LAMPU DAN LIF FT BE ERBASIS S PLC DA AN KOMP PUTER Laaporan Tuggas Akhir Dituliis Untuk Memenuhi M Syarat S Men nyelesaikan n Pendidikaan Program m Diplom ma 3 Oleh :
IAN SUK KMA ARTA AMA SIAH HAAN
MUHAMMA M AD NAWA AWI
NIM : 10005041015
NIIM : 10050041028
PUTRI ANGGRAIN A NI
RIICO SAND DOS PURBA
NIM : 10005041036
NIIM : 10050041038
GRAM STUDI TEKN NIK ELEK KTRONIKA A PROG AN TEKNIIK ELEKT TRO JURUSA POLITEKNIK NEG GERI MED DAN MEDA AN 20133
ABSTRAK Pengontrolan jarak jauh dan otomatis merupakan kombinasi elektronika yang saat ini sangat bermanfaat. Kombinasi ini dapat diaplikasikan pada pengontrolan lampu dan lift. Selain itu, sistem ini juga dapat memonitoring keadaan lampu dan lift tersebut. Dengan memanfaatkan sistem ini, maka operator akan dapat dengan mudah mengontrol lampu dan lift dan juga memonitoring keadaan lampu dan lift. Sistem ini terdiri atas perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras terdiri atas 2 buah komputer yang terhubung via wifi, sensor PIR untuk mendeteksi pergerakan di dalam kamar, sensor photodioda sebagai sensor posisi lift, sensor LDR sebagai indikator nyala lampu. Perangkat lunak terdiri atas program bahasa Visual Basic pada komputer sebagai pengontrol dan memonitoring serta progam bahasa assembly pada mikrokontroller sebgai interface ke PLC, dan program untuk PLC sebagai pengendali lampu dan lift. Kata kunci : PLC, mikrokontroller, sensor PIR, sensor LDR, sensor photo dioda.
DAFTAR ISI
LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ ii ABSTRAK .................................................................................................. iii DAFTAR ISI ............................................................................................... iv KATA PENGANTAR ................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ................................................................................... ix DAFTAR TABEL ....................................................................................... xi DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................... xii BAB I
PENDAHULUAN...................................................................... 1 1.1. Latar Belakang ..................................................................... 1 1.2. Tujuan .................................................................................. 2 1.3. Rumusan Masalah ................................................................ 2 1.4 Batasan MAsalah ................................................................. 3 1.5 Manfaat ................................................................................ 3 1.6 Metodelogi Penulisan Dan Perancangan .............................. 3 1.7 Sistematika Penulisan ........................................................... 4
BAB II
LANDASAN TEORI................................................................ 6 2.1 Komputer .............................................................................. 6 2.2 Program Logic Controller (PLC) .......................................... 7 2.3 Mikrokontroller AT89S51 .................................................... 11 2.4 Sensor PIR............................................................................. 17
2.5 Interface RS 232.................................................................... 19 2.5.1 Pengerian ...................................................................... 19 2.6 LDR ....................................................................................... 22 2.7 Photo Dioda........................................................................... 23 2.8 Relay 12 V............................................................................. 24 2.9 Motor DC .............................................................................. 26 2.10 Lampu Pijar ......................................................................... 28
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ................. 29 3.1 Perancangan Perangkat Keras Sistem ................................... 29 3.1.1 Spesifikasi Alat ............................................................ 29 3.1.2 Blok Diagram ............................................................... 29 3.1.3 Perancangan Rangkaian ............................................... 32 3.1.3.1 Komputer ......................................................... 32 3.1.3.2 Rangkaian RS232 ...................................................... 33 3.1.3.3 Rangkaian Mikrokontroller .............................. 34 3.1.3.4 Rangkaian Sensor PIR ..................................... 35 3.1.3.5 Rangkaian Sensor Photodioda ......................... 36 3.1.3.6 Rangkaian Sensor LDR.................................... 36 3.1.3.7 Rangkaian PLC ................................................ 37 3.1.3.8 Rangkaian Driver Motor .................................. 38 3.1.3.9 Rangkaian Miniatur Mekanik Elevator ............ 39 3.2 Perancangan PCB .................................................................. 39 3.2.1 Pembuatan Jalur PCB................................................... 40
3.2.2 Pencetakan dan Pelarutan PCB ................................... 40 3.2.3 Pemeriksaan dan Perbaikan Jalur PCB ........................ 41 3.2.4 Penyolderan Komponen ............................................... 41 3.3 Perancangan dan Pembuatan Software ................................. 42 3.3.1 Perancangan Software Monitoring Hotel ..................... 43 3.3.2 Perancangan Program pada Mikrokontroller ............... 49 3.3.3 Flowchart PLC ............................................................. 57 BAB IV
PENGUKURAN DAN ANALISA DATA ............................... 60 4.1 Pengukuran Rangkaian Sensor Photo Dioda......................... 60 4.2 Pengukuran Sensor PIR ........................................................ 61 4.3 Pengukuran Tombol Push ON .............................................. 63 4.4 Pengukuran Input/Output PLC.............................................. 64 4.5 Pengukuran Port Serial.......................................................... 66 4.6 Pengukuran Rangkaian Driver Motor ................................... 66 4.7 Pengukuran Sensor LDR ....................................................... 67 4.8 Pengujian dan Analisa Program Visual Basic....................... 69 4.9 Pengujian dan Analisa Program Assembly ........................... 74 4.10 Pengujian dan Analisa Program PLC.................................. 81
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 83 5.1 Simpulan ............................................................................... 83 5.2 Saran ..................................................................................... 83
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................. 84 LAMPIRAN ............................................................................................... 85
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Sistem PLC ........................................................................... 8
Gambar 2.2
Ladder NO............................................................................. 9
Gambar 2.3
Ladder NC ............................................................................. 9
Gambar 2.4
Ladder Output ....................................................................... 9
Gambar 2.5
Ladder Timer......................................................................... 10
Gambar 2.6
Ladder Counter ..................................................................... 10
Gambar 2.7
Blok Diagram Dari Mikrokontroler AT89S51...................... 12
Gambar 2.8
Konfigurasi Pin AT89S51 ..................................................... 13
Gambar 2.9
Konfigurasi Xtal Osilator ...................................................... 15
Gambar 2.10 Sensor PIR............................................................................. 17 Gambar 2.11 Cara Kerja Pembacaan Sensor PIR ......................................... 18 Gambar 2.12 Jarak Pancar Sensor PIR ....................................................... 19 Gambar 2.13 Port Serial ............................................................................... 21 Gambar 2.14 LDR ....................................................................................... 23 Gambar 2.15 Gambar dan Simbol Foto Dioda ........................................... 24 Gamabr 2.16 Relay ..................................................................................... 25 Gambar 2.17 Skematik Motor DC .............................................................. 26 Gambar 2.18 Penampang Motor 2 Kutub ................................................... 27 Gambar 2.19 Lampu Pjar ............................................................................ 28
Gambar 3.1
Blok Diagram Sistem ............................................................ 30
Gambar 3.2
Komputer Server ................................................................... 32
Gambar 3.3
Rangkaian RS232 .................................................................. 33
Gambar 3.4
Rangkaian Mikrokontroller .................................................. 34
Gambar 3.5
Rangkaian Sensor PIR........................................................... 35
Gambar 3.6
Rangkaian Sensor Photodioda .............................................. 36
Gambar 3.7
Rangkaian Sensor LDR ......................................................... 36
Gambar 3.8
Rangkaian PLC ..................................................................... 37
Gambar 3.9
Rangkaian Driver Motor ....................................................... 38
Gambar 3.10 Layout PCB ........................................................................... 39 Gambar 3.11 Flowchart Visual Basic ......................................................... 43 Gambar 3.12 Flowchart Assembly pada Mikrokontroler ........................... 49 Gambar 3.13 Flowchart PLC ...................................................................... 58 Gambar 3.14 Ladder Diagram PLC ............................................................ 59 Gambar 4.1
Rangkaian Sensor Photodioda............................................... 60
Gambar 4.2
Rangkaian Sensor PIR........................................................... 61
Gambar 4.3
Tombol Push ON........................ .......................................... 63
Gambar 4.4
Rangkaian I/O PLC ............................................................... 64
Gambar 4.5
Port Serial .............................................................................. 66
Gambar 4.6
Rangkaian Driver Motor ....................................................... 67
Gambar 4.7
Rangkaian Sensor LDR ......................................................... 68
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Fungsi Alternatif Port 3............................................................... 14 Tabel 2.2 Fungsi Masing-masing Pin Pada Interface RS 232 ..................... 20 Tabel 2.3 Penjelasan Fungsi Masing-masing Pin Pada Interface RS 232 ... 21 Tabel 4.1 Pengujian pada Sensor Photodioda ............................................. 60 Tabel 4.2. Pengujian pada Sensor PIR ......................................................... 62 Tabel 4.3 Pengujian pada Tombol Push On ................................................ 63 Tabel 4.4 Hasil Pengukuran I/O PLC Untuk Pengendalian Motor..... ........ 65 Tabel 4.5 Hasil Pengukuran I/O PLC Untuk Pengendalian ........................ 65 Lampu Kamar Tabel 4.6 Hasil Pengukuran I/O PLC Untuk Pengendalian ........................ 65 Lampu Koridor Tabel 4.7 Pengujian Port Serial........................ .......................................... 66 Tabel 4.8 Pengujian pada Motor ................................................................ 67 Tabel 4.9 Pengujian pada LDR ................................................................... 68
DAFTAR LAMPIRAN
1.Gambar Rangkaian Keseluruhan .............................................................. 85 2. PLC Schneider (Zelio SR2 B121JD) ........................................................ 86 3. Gambar Rangkaian Mikrokontroler Sebagai Interface Antara PLC ....... 86 dan Komputer 4. Gambar Miniatur Lift ............................................................................... 87 5. Gambar Miniatur Kamar dan Koridor ...................................................... 87 6. Gambar Miniatur Keseluruhan .................................................................. 88 7. Program Ladder PLC ............................................................................... 88
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, karena atas berkat, rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini dengan baik hingga batas waktu yang ditentukan. Laporan Tugas Akhir ini diberi judul “Rancang Bangun Pengontrolan Jarak Jauh dan Otomatis untuk Pengendalian Lampu dan Lift Berbasis dan Komputer” disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Program Pendidikan Diploma III, Program Studi Teknik Elektronika Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. Dalam proses pembuatan Laporan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan, bimbingan dan pengarahan dari berbagai pihak baik berupa material, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sudah selayaknya penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. M. Syahruddin, S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ir. Rina Anugerahwaty, M.T., Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Berman Panjaitan, S.T., M.T., Kepala Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negari Medan. 4. Henry HL Toruan, S.T., M.T., sebagai dosen pembimbing yang telah banyak membarikan saran dan arahan kepada penulis. 5. Heru P, S.T., M.Sc., sebagai Dosen Wali Kelas Elektronika 6B. 6. Ir. Akhiruddin, Kepala Laboratorium Elektronika Politeknik Negeri Medan. 7. Zumhari, S.T., M.T., Kepala Bengkel Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan.
8. Seluruh staf pengajar dan pegawai Politeknik Negeri Medan yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 9. Ayah dan Ibu yang telah memberikan dukungan dalam bentuk materi ataupun moril, serta doa kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan studi di Politeknik Negeri Medan. 10. Semua teman-teman seperjuangan angkatan 2010 Teknik Elektronika khususnya EK-6B yang turut membantu dalam menyelesaikan laporan tugas akhir ini yang sama-sama merasakan pahit dan manisnya membuat TA serta hidup di lingkungan Politeknik Negeri Medan. 11. Serta seluruh pihak yang turut membantu di dalam penulisan laporan tugas akhir ini. Meskipun penulis telah berusaha semaksimal mungkin menyelesaikan tugas akhir ini, penulis menyadari bahwa Laporan Tugas Akhir masih banyak kekurangan yang perlu untuk disempurnakan, oleh karena itu Penulis mengharapkan saran dan kritik dari Pembaca yang bersifat membangun demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi siapapun yang membacanya dan khususnya generasi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan.
Medan, 26 Agustus 2013 Hormat Kami,
Penulis
