Mekatronika Mesin Pengisi Botol Air Otomatis [PDF]

Citation preview

UNIVERSITAS RIAU



KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan nikmat serta hidayah-Nya terutama nikmat kesempatan dan kesehatan sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah mata kuliah Mekatronika dengan judul “Prototype Bottle Filling Machine ( Mesin Pengisi Botol Air Otomatis )“. Kemudian shalawat beserta salam kita sampaikan kepada Nabi besar kita Muhammad SAW yang telah memberikan pedoman hidup yakni al-qur’an dan sunnah untuk keselamatan umat di dunia. Makalah ini merupakan salah satu tugas mata kuliah Mekatronika di program studi teknik mesin Fakultas teknik Universitas Riau. Selanjutnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Pak Dodi Syofian Arief ST., MT selaku dosen pembimbing mata kuliah Mekatronika dan kepada segenap pihak yang telah memberikan bimbingan serta arahan selama penulisan makalah ini. Akhirnya penulis menyadari bahwa banyak terdapat kekurangan-kekurangan dalam penulisan makalah ini, maka dari itu penulis mengharapkan kritik dan saran yang konstruktif dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini.



Pekanbaru, Januari 2015



Penulis



T. HARISMANDRI |1107114316



1



UNIVERSITAS RIAU



DAFTAR ISI KATA PENGANTAR.........................................................................................................i DAFTAR ISI.....................................................................................................................ii DAFTAR GAMBAR........................................................................................................iv DAFTAR TABEL..............................................................................................................v BAB I PENDAHULUAN.................................................................................................1 1.1 Latar Belakang.........................................................................................................1 1.2 Rumusan masalah....................................................................................................2 1.3 Batasan Masalah......................................................................................................2 1.4 Tujuan......................................................................................................................2 BAB II TEORI DASAR....................................................................................................4 2.1 Pengertian Mekatronika...........................................................................................4 2.2 Pengenalan Programmable Logic Controller (PLC)................................................8 2.3 Pengenalan Prototype Bottle Filling Machine.........................................................9 BAB III PEMBAHASAN...............................................................................................13 3.1 Physical System Modeling ( Konsep Mekanikal ).................................................13 3.2 Sensor Dan Actuator..............................................................................................14 3.3 Signal And System ( Sistem Kontrol )....................................................................17 3.4 Computer and Logic System ( Computer dan Sistem logika )...............................20 BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN.........................................................................22 4.1 Kesimpulan............................................................................................................22 4.2 Saran......................................................................................................................22 DAFTAR PUSTAKA......................................................................................................23



T. HARISMANDRI |1107114316



2



UNIVERSITAS RIAU



DAFTAR GAMB Gambar 2. 1 Diagram Sederhana Pembentukan Ilmu Mekatronika..................................6 Gambar 2. 2 Mekanisme mesin.........................................................................................6 Gambar 2. 3 Sensor Efek-Hall...........................................................................................7 Gambar 2. 4 Diagram blok sensor efek hall......................................................................7 Gambar 2. 5 Sensor ultrasonic...........................................................................................7 Gambar 2. 6 Diagram Blok...............................................................................................8 Gambar 2. 7 Rangkaian motor penggerak miniatur lift untuk perintah naik- turun..........8 Gambar 2. 8 Konstruksi Silinder Kerja Tunggal...............................................................9 Gambar 2. 9 Skema Power Suply......................................................................................9 Gambar 2. 10 Diagram konseptual aplikasi PLC............................................................10 Gambar 2. 11 Prototype Bottle Filling Machine.............................................................10 Gambar 2. 12 Konveyor..................................................................................................11 Gambar 2. 13 Benteng pengaman....................................................................................11 Gambar 2. 14 Infra red Pendeteksi Botol........................................................................11 Gambar 2. 15 Infra red Penghitung jumlah produksi......................................................12 Gambar 2. 16 Silinder Pengisi Air...................................................................................12 Gambar 2. 17 Penggeser..................................................................................................13 Gambar 2. 18 Sensor timbang.........................................................................................13 Gambar 2. 19 Tabung air.................................................................................................13 YGambar 3. 1 Flowchart description of system..............................................................15



Gambar 3. 2 Diagram Blok Rangkaian...........................................................................16 Gambar 3. 3 Sensor chaya...............................................................................................17 Gambar 3. 4 Rangkaian Catu Daya.................................................................................18 Gambar 3. 5 Saklar Relay................................................................................................18 Gambar 3. 6 Kontrol dan Pengolah data.........................................................................19 Gambar 3. 7 Skema blok diagram sistem........................................................................20 Gambar 3. 8 Diagram blok sistem PI..............................................................................20 Gambar 3. 11 Diagram ladder pada pengisi botol air otomatis (Prototype Bottle Filling Machine ).........................................................................................................................22 Gambar 3. 12 Blok diagram kontrol PI...........................................................................23 Gambar 3. 13 Blok TF PI 1.............................................................................................23 T. HARISMANDRI |1107114316



3



UNIVERSITAS RIAU



DAFTAR TABEL Tabel 3. 1 Input and output signal alat pengisi botol air otomatis...................................21 Tabel 3. 2 Register assignment........................................................................................21



T. HARISMANDRI |1107114316



4



UNIVERSITAS RIAU



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Peran teknologi dewasa ini dalam dunia industri telah berkembang dengan pesat. Otomasi merupakan salah satu realisasi dari perkembangan teknologi, dan merupakan satu – satunya alternatif yang tidak dapat dielakan lagi untuk memperoleh sistem kerja yang sederhana, praktis, dan efisien sehingga memperoleh hasil yang tinggi dan dengan waktu yang lebih singkat jika dibandingkan dengan pekerjaan secara manual. Selain itu, biaya pengoprasiannya juga dapat ditekan seminim mungkin karena membutuhkan tenaga manusia yang lebih sedikit. Pekerjaan mengisi botol dengan air merupakan masalah tersendiri bagi suatu perusahaan. Untuk itu dibutuhkan suatu alat bantu untuk menyelesaikan pekerjaan tersebut dengan cepat dan hasil yang baik. Mesin Pengisian Botol otomatis dengan menggunakan PLC merupakan solusi tepat untuk mengatasi masalah ini, dimana seluruh pekerjaan yang seharusnya menggunakan tenaga manusia dapat digantikan dengan mesin yang dikendalikan secara otomatis dengan begitu pekerjaan dapat selesai dalam waktu yang relatif singkat. Berdasarkan pertimbangan – pertimbangan diatas, untuk menunjang proses otomatisasi agar sistem kerja yang efisien dapat tercapai dibutuhkan sistem kontrol. Programable Logic Control (PLC) merupakan salah satu kontroler yang umum digunakan. Pada dasarnya didalam PLC terdapat beberapa peralatan yang berfungsi sebagai relay, coil, latching coil, timer, counter, perubahan analog ke digital, perubahan digital ke analog dan lainn sebagainya yang dapat digunakan untuk mengendalikanperalatan dengan bantuan program yang kita rancang sesuai dengan kehendak kita. PLC dapat digunakan untuk mengatur peralatan dengan pengendaliperangkat lunak. PLC menerima masukan dan menghasilkan keluaran sinyal – sinyal listrik untukmengendalikan beban – bebai sehingga menghaasilkan suatu proses pengaturan mesin pengisian botol air secara otomatis. Karakter proses 2 yang dikendalikan oleh PLC sendiri merupakan proses yang sifatnya bertahap, yakni proses itu berjalan urut untuk mencapai kondisi akhir yang diharapkan.



T. HARISMANDRI |1107114316



1



UNIVERSITAS RIAU



Dalam hal ini, dengan menggunakan PLC, kegiatan pengaturan beban – beban tersebut dapat dilakukan dengan mudah dan cepat. Selain itu, PLC juga dapat diprogram ulang apabila diinginkan suatu perubahan dalam proses, sehingga lebih praktis karena kita tidak perlumembongkar ulang sistem yang telah ada, khususnya dalam wiring,melainkan hanya mengubah programnya saja. 1.2 Rumusan Masalah a). Pengertian dasar PLC b). Pengertian Prototype Bottle Filling Machine c). Konsep mekanikal Prototype Bottle Filling Machine d). Sensor dan actuator serta system control pada Prototype Bottle Filling Machine 1.3 Batasan Masalah Untuk menghindari pembahasan yang meluas, maka penulis membatasi pembahasan tugas ini dingan hal – hal sebagai berikut : a). Tidak membahas karakteristik mesin pengisian botol (Prototype Bottle Filling Machine ) otomatis secara mendalam. b). Hannya membahas flowchart sistem kerja, gambar diagram ladder PLC, serta gambar simulasi pada mesin pengisian botol otomatis. c). PLC yang digunakan adalah PLC dengan merk Omron CP1E d). Software yang digunakan untuk menuliskan program rancangan pada PLC adalah CX-ONE versi 9.0. e). Software yang digunakan untuk membuat diagram flowchart dan gambar simulasi f). Mesin pengisian botol otomatis adalah Microsoft Office Visio. 1.4 Tujuan a). Mengetahui konsep dasar mekatronika dari alat pengisian botol air otomatis (Prototype Bottle Filling Machine ) b). Mengetahui cara kerja PLC pada mesin mengisi botol air otomatis (Prototype Bottle Filling Machine) c). Memenuhi salah satu syarat dalam menyelesaikan tugas mata kuliah Mekatronika



T. HARISMANDRI |1107114316



2



UNIVERSITAS RIAU



BAB II TEORI DASAR 2.1 Pengertian Mekatronika Secara sempit pengertian mekatronika mengarah pada teknologi kendali numerik yaitu teknologi mengendalikan mekanisme menggunakan aktuator untuk mencapai tujuan tertentu dengan memonitor kondisi gerak mesin menggunakan sensor dan memasukkan informasi tersebut kedalam mikro-prosessor. Dengan demikian, mekatronika adalah gabungan disiplin ilmu dasar seperti, mekanika, elektro, dan informatika untuk merancang, memproduksi, mengoperasikan, atau memelihara sistem maupun mengoptimasi suatu produk untuk mencapai tujuan yang diinginkan.



Gambar 2. 1 Diagram Sederhana Pembentukan Ilmu Mekatronika Elemen-elemen mekatronika : a). Mekanisme mesin



Adalah obyek kendali yang bias berupa lengan robot, mekanisme penggerak otomotif,generator pembangkit listrik dan sebagainya.



Gambar 2. 2 Mekanisme mesin T. HARISMANDRI |1107114316



3



UNIVERSITAS RIAU



b). Sensor



Sensor adalah alat untuk mendeteksi / mengukur sesuatu yang digunakan untuk mengubah variasi mekanis, magnetis, panas, sinar dan kimia menjadi tegangan dan arus listrik. Sensor itu sendiri terdiri dari transduser dengan atau tanpa penguat/pengolah sinyal yang terbentuk dalam satu sistem pengindera.



Gambar 2. 3 Sensor Efek-Hall



Gambar 2. 4 Diagram blok sensor efek hall



Gambar 2. 5 Sensor ultrasonic



T. HARISMANDRI |1107114316



4



UNIVERSITAS RIAU



c). Kontroler



Adalah elemen yang berfungsi sebagai pengambil keputusan apakah keadaan obyek kendali telah sesuai dengan nilai referensi yang diinginkan,dan kemudian memproses informasi untuk menetapkan nilai komando guna merefisi keadaan obyek kendali.



Gambar 2. 6 Diagram Blok d). Rangkaian penggerak



Adalah elemen yang berfungsi menerima sinyal komando dari controller dan mengkonversikan menjadi energy yang mampu menggerakan actuator untuk melaksanakan komando dari kontroler. elemen ini selain menerima informasi dari kontroler juga menerimah catu daya berenergi tinggi.



Gambar 2. 7 Rangkaian motor penggerak miniatur lift untuk perintah naikturun dengan menggunakan PLC e). Aktuator



Aktuator adalah bagian keluaran untuk mengubah energi suplai menjadi energy kerja yang dimanfaatkan. Sinyal keluaran dikontrol oleh sistem kontrol dan actuator bertanggung jawab pada sinyal kontrol melalui elemen kontrol terakhir. T. HARISMANDRI |1107114316



5



UNIVERSITAS RIAU



Gambar 2. 8 Konstruksi Silinder Kerja Tunggal f). Sumber Energi



Adalah elemen yang mencatu daya energi listrik kesemua elemen yang membutukan nya. Salah satu bentuk kongkrit sumber energy adalah batere untuk system yang berpindah tempat,atau adaptor AC-DC untuk system stasionari (tetap di tempat).



Gambar 2. 9 Skema Power Suply 2.2 Pengenalan Programmable Logic Controller (PLC) Programmable Logic Controller (PLC) pada dasarnya adalah sebuah komputer yang khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau mesin. Proses yang dikontrol ini dapat berupa regulasi variabel secara kontinyu seperti pada sistem-sistem servo atau hanya melibatkan kontrol dua keadaan (On/Off) saja tapi dilakukan secara berulangulang seperti umum kita jumpai pada mesin pengeboran, sistem konveyor, dan lain sebagainya. berikut memperlihatkan konsep pengontrolan yang dilakukan oleh sebuah PLC.



T. HARISMANDRI |1107114316



6



UNIVERSITAS RIAU



Gambar 2. 10 Diagram konseptual aplikasi PLC Walaupun istilah PLC secara bahasa berarti pengontrol logika yang dapat diprogram, tapi pada kenyataannya PLC secara fungsional tidak lagi terbatas pada fungsi-fungsi logika saja. Sebuah PLC dewasa ini dapat melakukan perhitunganperhitungan aritmatika yang relative kompleks, fungsi komunikasi, dokumentasi dan lain sebagainya ( Sehingga dengan alasan ini dalam beberapa buku manual, istilah PLC sering hanya ditulis sebagai PC - Programmable Controller saja).



2.3 Pengenalan Prototype Bottle Filling Machine Prototype Bottle Filling Machine merupakan sebuah mesin pengisi botol air otomatis yang aplikasi dari mekatronika sederhana yang terdiri dari 2 proses yaitu Proses Distribusi Botol dari magazine dan proses pengisian yang dilakukan secara simulasi. Pada alat ini terdapat 2 konveyor yang mana masing-masing dari konveyor tersebut digerakkan oleh sebuah motor DC.



Gambar 2. 11 Prototype Bottle Filling Machine Mesin pengisian botol yang penulis buat program simulasinya ini merupakan mesin pengisian air kebotol secara otomatis, dengan menggunakan rangkaian dan program PLC yang merupakan salah satu alternatif sistem kerja yang sederhana, praktis dan efisiensehingga dapat memperoleh hasil pengisian botol dengan tingkat keakuratan



T. HARISMANDRI |1107114316



7



UNIVERSITAS RIAU



yang tinggi, dengan waktu yang lebih singkat, serta tidak memerlukan tenaga kerja yang cukup banyak. Bagian – bagian hardware yang ada pada mesin pengisian botol otomatis adalah sebagai berikut : a). Konveyor Konveyor adalah alat yamg digunakan uuntuk menggerakan botol – botol uang akan diisi, konveyor ini dijalankan dengan menggunakan motor.



Gambar 2. 12 Konveyor b). Benteng pengaman Benteng ini berfungsi untuk pengaman botol yang berjalan di atas konveyor agar tidak jatuh atau terguling dari konveyor.



Gambar 2. 13 Benteng pengaman c). Sensor infra merah Sensor infra red ini ada dua, dengan kegunaan yang berbeda yaitu: 1). Infra red Pendeteksi Botol Infra red pendeteksi botol digunakan untuk mendeteksi adanya botol yang akan diisi air, ketika infra ren ini mendeteksi adanya botol, maka konveyor 1 berhenti, dan silinder pengisian botol turun untuk mengisi botol tersebut.



Gambar 2. 14 Infra red Pendeteksi Botol T. HARISMANDRI |1107114316



8



UNIVERSITAS RIAU



2). Infra red Penghitung jumlah produksi Jumlah produksi yang kita inginkan dapat diatur melalui program leder yang belum di export ke perangkat PLC, infra red ini berfungsi untuk menghitung jumlah produksi yang telah ditetapkan tersebut, ketika produksi telah mencapai jumlah yang telah kita tetapkan tersebut maka semua mesin mati, sampai push battom untuk menyalakan mesin ditekan kembali, untuk sensor infared ini kami menggunakan sensor yang disertai dengan memori yang disertai penampilan jumlah conter.



Gambar 2. 15 Infra red Penghitung jumlah produksi d). Silinder pengisi air Silinser pengisi air ini berfungsi untuk mengisi air ke botol – botol yang telah terdeteksi oleh infra red pendeteksi botol. dilengkapi dengan katup yang dapat membuka dan menutup, serta takaran untuk jumlah air yang akan mengisi botol. ketika terdeteksi adanya botol silinder pengisi air turun, dan katup akan menbuka sehingga air dapat turun/ mengisi botol.



Gambar 2. 16 Silinder Pengisi Air e). Penggeser Penggeser berfungsi untuk menggeser botol yang telah diisi air ke sensor timbang serta menggeser dari sensor timbang ke konveyor 2, disini kami menggunakan motor stepper dengan sudut putar 90.



T. HARISMANDRI |1107114316



9



UNIVERSITAS RIAU



Gambar 2. 17 Penggeser f). Sensor timbang Suatu perusahaan haruslah mempertimbangkan kualitas produk – produknya oleh karena itu sensor timbang ini berfungsi untuk memastikan berat atau netto dari botol – botol yang telah disi air adalah sama dengan berat atau netto yang telah ditetapkan, jika sesuai mesin akan terus berjalan untuk melakukan proses produksi selanjutnya, tetapi jika berat atau netto botol tidak sesuai maka alarm buzer akan berbunyi dan mesin mati. Dengan tidak diinginkanya kesalahan berat atau netto pada botol yang telah diisi terlalu banyak maka penyusun menempatkan sensor timbang ini setelah proses pengosian air pada botol.



Gambar 2. 18 Sensor timbang g). Tabung air Tabung air ini berfungsi untuk menampung air yang akan dialirkan ke silinder pengisi air. Tabung air ini dilengkapi dengan sensor yang dapat mengisi air secara otomatis ketika air dalam tabung habis/ low, dan akan berhenti mengisi secara otomatis jika tabung sudah terisi air penuh/ full.



Gambar 2. 19 Tabung air



T. HARISMANDRI |1107114316



10



UNIVERSITAS RIAU



BAB III PEMBAHASAN 3.1 Physical System Modeling ( Konsep Mekanikal )



Gambar 3. 1 Flowchart description of system Rangkaian dikontrol oleh mikrokontroller Atmega8. Sedangkan input dari alat pengendali ini dihasilkan oleh sensor sensor phototransistor, perubahan tegangan keluaran sensor ditentukan oleh ada tidaknya benda yang melewati sensor tersebut, Ketika Ada benda (botol) didepan sensor 1 maka sensor akan aktif yang di mana akan mengirim data ke mikrokontrollerdan menggerakkan konveyor, konveyor membawa botol untuk melakukan proses selanjutnya ke sensor phototransistor 2. Sensor tersebut mendeteksi keberadaan botol konveyor berhenti dan proses pengsian cairan dimulai. Pengisian dilakukan selama 25 detik, setelah 25 detik pompa air akan mati dan T. HARISMANDRI |1107114316



11



UNIVERSITAS RIAU



konveyor akan aktif lagi selama 0,5 detik guna menggeser botol kemudian konveyor On terus menerus. Begitu seterusnya sampai ke botol selanjutnya. Konsep perancangan ini bertujuan untuk memperoleh rangkaian yang tepat dan bekerja dengan baik dengan pertimbangan karakteristik dari komponen yang digunakan. Untuk memudahkan perancangan, maka dibuat diagram blok yang dapat dilihat pada gambar 3.1



Gambar 3. 2 Diagram Blok Rangkaian Keterangan dari diagram blok rangkaian pada gambar adalah : 1). Sumber tegangan 220V digunakan untuk men-supply ke catudaya dan motor pompa air. 2). Catu daya berfungsi sebagai input rangkaian atau penyuplai tegangan. 3). Mikrokontroller yang digunakan adalah AVR Atmega 8 yang bekerja pada tegangan 5 volt sebagai pengendali rangkaian. 4). Sensor yang digunakan adalah sensor phototransistor berfungsi sebagai input untuk mikrokontroller. 5). Relai berfungsi sebagai pengatur koveyor dan motor pompa air.



3.2 Sensor Dan Actuator 3.2.1 Sensor Cahaya



Sensor cahaya yang digunakan adalah Phototransistor. Phototransistor merupakan jenis transistor yang biasa basisnya berupa cahaya infra merah. Besarnya arus yang mengalir di antara kolektor dan emitor sebanding dengan intensitas cahaya yang diterima phototransistor tersebut. Prinsip kerja T. HARISMANDRI |1107114316



12



UNIVERSITAS RIAU



phototransistor sama seperti transistor pada umumnya dengan kata lain phototransistor akan bekerja seperti saklar dengan parameter cahaya untuk mendapatkan kondisi on dan off. Ketika cahaya dengan frekuensi diatas frekuensi ambang suatu bahan semikonduktor transistor pada daerah basisnya, maka terbentuklah pasangan elektron dan hole (lubang) sehingga menyebabkan arus seolah-olah mengalir masuk kedalam basis.Besarnya arus ini bergantung kepada besarnya intensitas cahaya yang diberikan kepadanya. Daerah utama dari terbentuknya arus ini adalah daerah persambungan kolektor dan basis. Berikut ini adalah simbol phototransistor.



Gambar 3. 3 Sensor chaya 3.2.2 Catu Daya



Catu Daya (Power Supply) merupakan rangkaian yang menyediakan catu daya untuk setiap komponen pada rangkaian. terdiri dari komponen-komponen elektronik yang membutuhkan catu daya yang stabil.



T. HARISMANDRI |1107114316



13



UNIVERSITAS RIAU



Gambar 3. 4 Rangkaian Catu Daya



3.2.3 Saklar Relay



Relay adalah Saklar (Switch) yang dioperasikan secara listrik dan merupakan komponen Electromechanical (Elektromekanikal) yang terdiri dari 2 bagian utama yakni Elektromagnet (Coil) dan Mekanikal (seperangkat Kontak Saklar/Switch).



Relay



menggunakan



Prinsip



Elektromagnetik



untuk



menggerakkan Kontak Saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil (low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Rangkian saklar relay hanya menggunakan bagian penyaklaran yang berupa ON/OFF relay, relay yang digunakan sebanyak dua buah, dan terdapat rangkaian pemisah sumber saat terjadi arus balik. Skema rangkaian saklar relay adalah seperti gambar dibawah ini.



Gambar 3. 5 Saklar Relay T. HARISMANDRI |1107114316



14



UNIVERSITAS RIAU



3.2.4. Kontrol dan Pengolah Data Perangkat Kontrol dan Pengolah Data pada alat adalah berupa Sistem Mikrokontroller AVR Atmega8. Skema dasar rangkaian sistem minimum mengacu



pada



buku



“Pemrograman



Mikrokontroler



AVR



Atmega8



Menggunakan Bahasa C” karangan Heri Andrianto. Skema rangkaian sistem minimum mikrokontroller adalah seperti gambar berikut.



Gambar 3. 6 Kontrol dan Pengolah data



3.3 Signal And System ( Sistem Kontrol ) Sistem kontrol adalah kombinasi komponen (listrik, mekanik, termal, atau hidrolik) yang bertindak bersama untuk untuk mengendalikan, memerintah, dan mengatur keadaan dari suatu sistem. Perencanaan sistem hardware ini akan menjelaskan tentang blok system secara keseluruhan sehingga alat dapat berjalan dengan baik. Dengan menggunakan PLC dan dibantu dengan Mikrokontoler untuk menghasilkan sinyal yang dapat digunakan untuk mengontrol motor DC. Untuk menyelesaikan tugas ini diperlukan untuk perencanaan yang tepat untuk tercapainya target yang telah direncakan. Pada gambar blok diagram dibawah ini terdapat 2 bagian penting yang mendukung proses pengisian botol. Yaitu pada unit blok PLC dan blok MCU. Dimana pada tugas ini akan dibahas pada bagian kontrol kecepatan dengan MCU.



T. HARISMANDRI |1107114316



15



UNIVERSITAS RIAU



Gambar 3. 7 Skema blok diagram sistem Pada perencaanan sistem control pada alat Prototype Bottle Filling Machine ini akan dilakukan pengaturan kecepatan motor DC sehingga berputar konstan pada kecepatan 60 Rpm. Pada percobaan sebelumnya dengan menggunakan kontrol PID ternyata motor DC tidak dapat berputar dengan tenang sehingga tidak dapat mencapai putaran 60 Rpm, sehingga oleh penulis diganti dengan menggunakan kontrol PI dimana melibatkan Kp dan Ki saja. Pada gambar dibawah akan diberikan gambaran blok diagram untuk sistem kontrol kecepatan dengan mengunakan Mikrokontroler Atmega8.



Gambar 3. 8 Diagram blok sistem PI Pada tahap ini dibuat flowchart atau diagram alir yang dibutuhkan untuk menjalankan sistem. Perangkat lunak yang digunakan adalah SYSWIN versi 3.4. Ketika menggunakan PLC maka sebelumnya harus menentukkan komponen – komponen input output yang akan digunakan, alamat-alamat yang digunakan, dan penyesuaian komponen tersebut dengan port yang telah tertera di modul PLC. Berikut ini adalah komponen input output, beserta alamat yang akan digunakan dalam alat Pengisi botol air otomatis :



T. HARISMANDRI |1107114316



16



UNIVERSITAS RIAU



Tabel 3. 1 Input and output signal alat pengisi botol air otomatis



Tabel 3. 2 Register assignment



Dibawah ini merupakan diagram ladder yang dipergunakan dalam menjalankan pengisi botol air otomatis (Prototype Bottle Filling Machine ) berbasis PLC yang sudah direalisasikan:



T. HARISMANDRI |1107114316



17



UNIVERSITAS RIAU



Gambar 3. 9 Diagram ladder pada pengisi botol air otomatis (Prototype Bottle Filling Machine )



3.4 Computer and Logic System ( Computer dan Sistem logika ) 3.4.1 Algoritma Sistem PLC Sistem Prototype Bottle Filling Machine ini akan berjalan dengan sekuensial, dimana disetiap siklus akan ada feedback yang akan digunakan sebagai tanda selesai atau belum selesainya suatu pekerjaan. Jika siklus pertama belum terselesaikan maka siklus kedua belum dapat berjalan. Maka dengan alur seperti ini, proses yang terjadi didalam alat ini akan berjalan secara berurutan. Setelah melakukan perhitungan secara matematik terhadap system dan plant motor DC maka dapat disimulasikan dengan Matlab untuk mendapatkan gambaran step respon motor yang telah diberikan kontrol PI. Dibawah ini adalah T. HARISMANDRI |1107114316



18



UNIVERSITAS RIAU



diagram blok kontrol PI dengan input step. Dimana data kontrol Proportional dan Integer didapat dari perhitungan matematik diatas, begitu juga dengan data plant motor.



Gambar 3. 10 Blok diagram kontrol PI 3.4.2 Algoritma PI Pada Mikrokontroler Pada poin blok diagram PI telah dipaparkan skema blok dari kontrol PI dengan menggunakan matlab sebagai media simulasi sistem dalam bentuk continyu. Lalu untuk membawa skema blok diagram kontrol PI ke dalam algoritma MCU dibutuhkan algoritma dalam bentuk diskrit. Untuk membawa fungsi tersebut ke dalam fungsi diskrit maka sistem akan disederhanakan guna memudahkan perhitungan. Transfer fungsi dibawah ini adalah dalam bentuk continyu yang akan disederhanakan:



Gambar 3. 11 Blok TF PI 1



T. HARISMANDRI |1107114316



19



UNIVERSITAS RIAU



BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 4.1 Kesimpulan a). Prototipe pengisian cairan dalam botol berbasis ATmega8 dirancang dengan menggunakan Mikrokontroller ATmega8 sebagai pengendali utama,rangkaian catu daya, rangkaian phototransistor, rangkaian saklar relay, motor DC, dan motor pompa air. b). PLC (Programmable Logic Control) menyediakan berbagai kemudahan



dibanding dengan alat control lain seperti relay . kemudahan tersebut berupa perancangan dan pengeditan program, lebih fleksibel dan dapat dimonitoring secara visual. c). Serancangan sistem control dengan menggunakan PLC relatif lebih mudah



dipahami karena menggunakan bahasa pemograman yang bersifat visual seperti ladder diagram sehingga mudah dipelajari. Selain itu PLC juga menyediakan berbagai metode pemrograman, yaitu intruction list/ mneumonic code, diagram blog fungsional,dan fungsi teks terstruktur sehingga pemakai dapat memilih metode pemrograman sesuai dengan keahlian. 4.2 Saran Untuk perancangan sistem kendali kontrol yang lebih maksimal harus memperhatikan input dan output dari PLC. Diutamakan mempunyai input dan output yang lebih banyak Dan Dalam membuat diagram ladder diharapkan jangan menggunakan peralatan input langsung untuk proses seperti pengunci, sebaiknya menggunakan output bantu.



T. HARISMANDRI |1107114316



20



UNIVERSITAS RIAU



DAFTAR PUSTAKA Depari, Ganti.(1987).Pokok-pokok Elektronika. Bandung: M2s Iwan, Kurniawan (2009). Sensor Phototransistor. Diakses tanggal 12 Januari 2015 dari electro-side.blogspot.com/2009/04/phototransistor.html Musbikhin (2011). Sensor Objek Benda. Diakses tanggal 12 Januari 2015 dari www.musbikhin.com/category/sensor-2 Nur Hidayatullah (2011). Relay. Diakses tanggal 12 Januari 2015 dari blog.umy.ac.id/hidayat/2011/11/09/syarat-relay-proteksi/ Surjono,Herman (2007). Elektronika.Teori dan Penerapan.Yogyakarta:Cerdas ulet kreatif Sunomo (1996),Elektronika II.Yogyakarta:IKIP Yogyakarta



T. HARISMANDRI |1107114316



21