RANCANG BANGUN SISTEM KONTROL TRAFFIC LIGHT MENGGUNAKAN WIRELESS BERBASIS PLC OMRON CPM1A-30CDR LAPORAN TUGAS AKHIR Disusun sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan Pendidikan Program Diploma 3
Oleh :
ESTHER SIBURIAN NIM. 100504065
FRISTON M T. TAMBUNAN NIM. 1005042069
KHAIRUNISA NIM. 1005042078
ZULFAHMI NIM. 1005042100
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MEDAN MEDAN 2013
KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas berkat rahmat dan hidayah-nya lah penulis menyelesaikan Tugas Akhir, serta menyelesaikan penulisan laporan ini. Laporan Tugas Akhir yang berjudul “Rancang Bangun Sistem Control Traffic Light Menggunakan Wireless Berbasis PLC Omron CPM1A30CDR”. Disusun untuk memenuhi syarat kelulusan Akademik dan untuk menyelesaikan pendidikan Program Diploma 3 Jurusan Teknik Elektro Program Studi Elektronika Industri Politeknik Negeri Medan. Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, Penulis banyak menghadapi masalah dan kesulitan, namun berkat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak maka Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, Penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak M. Syahruddin, S.T., M.T., Direktur Politeknik Negeri Medan. 2. Ibu Ir. Hj. Rina Anugrahwaty, M.T., Ketua Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Medan. 3. Bapak Berman P. Panjaitan, S.T., M.T., Ketua Program Studi Elektronika Politeknik Negeri Medan sekaligus dosen Pembimbing Penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.. 4. Bapak Manto, S.ST Dosen Pembimbing Penulis dalam menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. 5. Bapak Ir. Akhiruddin, Kepala Laboratorium Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan.
6. Bapak Zumhari, S.T., M.T., Kepala Bengkel Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. 7. Ibu Ir. Hj. Sri Rahayu, M.T., Wali Kelas EK-6c. 8. Seluruh Staf Pengajar Jurusan Elektro Program Studi Teknik Elektronika Politeknik Negeri Medan. 9. Penghargaan rasa terimakasih yang tak terhingga penulis persembahkan kepada ayahanda dan ibunda tercinta, berkat do’a dan pengorbanan yang tak ternilai yang telah mereka curahkan dan telah memberikan dukungan baik moril maupun materil kepada penulis dalam menyelesaikan
studi di
Politeknik Negeri Medan. 10. Seluruh teman-teman Program Studi Teknik Elektronika dan teman-teman seperjuangan angkatan 2010 Politeknik Negeri Medan. Penulis juga 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 berguna untuk masa yang akan datang.
Medan, 10 September 2013 Hormat kami,
(Penulis)
ABSTRAK
Pada Laporan Tugas Akhir ini penulis membuat aplikasi dari programmable Logic Control ( PLC ) dengan judul “Rancang Bangun Sistem Control Traffic Light Menggunakan Wireless Berbasis PLC OMRON CPM1A30CDR”. Dalam laporan ini, penulis akan memaparkan bagaimana merancang dan membuat sistem kontrol traffic light menggunakan wireless dan sensor photodioda sebagai pendeteksi pelanggaran lalu lintas. Sistem traffic light ini bekerja menggunakan panel surya. Selain itu, sistem ini dilengkapi dengan CCTV. Sehingga sistem ini dapat memantau jika terjadi pelanggaran lalu lintas dengan cara mengaktifkan kamera saat sensor mendeteksi adanya pelanggaran terhadap ruas jalan yang sedang menunjukkan lampu merah. Dengan kelebihankelebihan tersebut, sistem ini dapat bermanfaat sebagai solusi untuk mengurangi pemakaian listrik Negara dan pelanggaran lalu lintas di simpang tiga.
Keyword : Rancang bangun, traffic light, sensor photodioda, wireless, PLC.
DAFTAR ISI Halaman LEMBAR PERSETUJUAN - 1 ..........................................................................
ii
LEMBAR PERSETUJUAN - 2 .......................................................................... iii LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................... iv KATA PENGANTAR ........................................................................................
v
ABSTRAK .......................................................................................................... vii DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xi DAFTAR TABEL ............................................................................................... xiii BAB 1
BAB 2
PENDAHULUAN .............................................................................
1
1.1. Latar belakang ..........................................................................
1
1.2. Rumus Masalah ........................................................................
2
1.3. Tujuan ......................................................................................
2
1.4. Manfaat ....................................................................................
3
1.5. Batasan Masalah ......................................................................
3
1.6. Metode Pengumpulan Data ......................................................
4
1.7. Sistematika Penulisan Laporan ................................................
5
DASAR TEORI ...............................................................................
6
2.1 Programmable Logic Control ( PLC ) .....................................
6
2.1.1 Unit Prosesor atau central processing unit ( CPU ) ........
7
2.1.2 Unit memori ....................................................................
8
2.1.3 PLC Omron CPM1A-30CDR .........................................
9
2.1.4 Fungsi PLC ..................................................................... 10 2.1.5 Pemrograman PLC .......................................................... 11 2.1.5.1 Ladder Logic Diagram ....................................... 12 2.1.5.2 STL (Statement List) atau Kode Mnemonik ....... 16 2.2 MCB ( Mini Circuit Breaker ) ................................................. 16 2.3 Relay ........................................................................................ 17 2.4 LED ( Light Emitting Diode ) ................................................... 18 2.5 Wireless ..................................................................................... 20 2.5.1 Transmitter TX 9906A ( Pemancar ) .............................. 20 2.5.2 Receiver RX 208 ( Penerima ) ....................................... 21 2.6 CCTV ....................................................................................... 22 2.7 Inframerah ................................................................................ 24 2.8 Sensor Fotodioda ...................................................................... 26 2.9 Solar Cell .................................................................................. 28 2.10 Rangkaian Komparator ........................................................... 30
BAB 3
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM ........................ 33 3.1 Perancangan Pembuatan Hardware .......................................... 33 3.1.1 Diagram Blok Sistem ...................................................... 33 3.1.2 Rangkaian Skematik Sistem............................................ 35 3.2 Perancangan PCB ..................................................................... 40 3.2.1 Pembuatan Sistem .......................................................... 40 3.2.2 Pembuatan PCB ............................................................. 41 3.2.3 Penyolderan Komponen ................................................. 41
3.2.4 Perakitan ( Assembling) ................................................. 41 3.3 Perancangan dan Pembuatan Software .................................... 42 3.2.1 Flowchart atau Diagram Alir .......................................... 42 3.2.2 Rancangan Program ........................................................ 44
BAB 4
PENGUJIAN DAN ANALISIS SISTEM ....................................... 50 4.1 Pengujian dan Analisis Hardware ............................................ 50 4.1.1 Wiring Diagram ............................................................. 50 4.1.2 Pengujian dan Analisa Input Sistem ( Sensor ) ............. 51 4.1.3 Pengujian dan Analisa Output Sistem LED traffic light .............................................................................
54
4.1.4 Pengujian dan Analisa Output Sistem Camera ...........
54
4.2 Pengujian dan Analisis Software ............................................. 55 BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 67 5.1 Kesimpulan ............................................................................. 67 5.2 Saran ....................................................................................... 68
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Struktur Dasar PLC .......................................................................
7
Gambar 2.2 PLC Omron .................................................................................... 11 Gambar 2.3 Tampilkan Ladder logic diagram ................................................... 12 Gambar 2.4 Diagram tangga untuk sebuah sistem gerbang AND ..................... 13 Gambar 2.5 Diagram tangga untuk sebuah sistem gerbang OR ........................ 13 Gambar 2.6 Diagram tangga untuk sebuah sistem gerbang NOT ...................... 14 Gambar 2.7 Gerbang NAND dan Diagram tangga untuk sebuah sistem gerbang NAND ........................................................................................... 14 Gambar 2.8 Gerbang NOR dan Diagram tangga untuk sebuah sistem gerbang NOR .............................................................................................. 15 Gambar 2.9 Gerbang XOR dan Diagram tangga untuk sebuah system gerbang XOR ............................................................................................... 15 Gambar 2.10 Mini Circuit Breaker ..................................................................... 16 Gambar 2.11 Simbol dan Relay .......................................................................... 17 Gambar 2.12 Skema Relay Elektromekanik ....................................................... 18 Gambar 2.13 Simbol LED................................................................................... 18 Gambar 2.14 Bentuk Fisik LED.......................................................................... 18 Gambar 2.15 Bagian ataus Struktur LED ........................................................... 19 Gambar 2.16 Transmitter TX 9906A .................................................................. 21 Gambar 2.17 Receiver RX 208 ........................................................................... 21 Gambar 2.18 Grafik Relativ Sensitivity dan Relativ Intensity Infrared .............. 24 Gambar 2.19 Rangkaian Dasar Inframerah ......................................................... 24
Gambar 2.20 Prinsip Operasi dan Simbol photodioda ........................................ 27 Gambar 2.21 Solar Cell ....................................................................................... 28 Gambar 2.22 Tipe-p (kelebihan hole) dan Tipe-n (kelebihan elektron).............. 29 Gambar 2.23 Prinsip kerja sel surya dengan prinsip p-n junction ..................... 30 Gambar 2.24 Rangkaian Komparator Tegangan Sederhana .............................. 31 Gambar 2.25 Rangkaian Komparator Tegangan Histeris .................................. 31 Gambar 3.1 Diagram Blok ................................................................................. 33 Gambar 3.2 Miniatur Lintasan Traffic Light ..................................................... 34 Gambar 3.3 Rangkaian Skematik Sensor Photodioda ....................................... 36 Gambar 3.4 Rangkaian Skematik Komparator ............................................. .... 38 Gambar 3.5 Rangkaian Skematik Lampu Lalu Lintas (traffic light) ................. 39 Gambar 3.6 CCTV yang Digunakan Dalam Sistem Traffic Light .................... 39 Gambar 3.7 Flowchart atau Diagram Alir Program .......................................... 43 Gambar 4.1 Wiring Diagram PLC .................................................................... 50
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Spesifikasi PLC Omron CPM1A-30CDR .......................................... 10 Tabel 2.2 Tabel Mnemonik ................................................................................ 16 Tabel 2.3 Mengenal Kutub LED ......................................................................... 19 Tabel 4.1 Hasil Pengujian Batas Maksimum Pancaran Sinar Infra Merah yang Dapat Ditangkap oleh Photodioda ...................................................... 52 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Pengaruh Intensiteas Cahaya Matahari terhadap Kerja Sensor Inframerah ..................................................................... 53 Tabel 4.3 Hasil Pengujian dan Analisa Output Sistem LED traffic light ........... 54 Tabel 4.4 Hasil Pengujian dan Analisa Output Sistem Kamera ......................... 55
