scada untuk sistem penyortir bola berdasarkan …
TRANSCRIPT
TUGAS AKHIR
SCADA UNTUK SISTEM PENYORTIR BOLA
BERDASARKAN WARNA BERBASIS PLC M221
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat
Memperoleh gelar sarjana Teknik pada
Program Studi Teknik Elektro
Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma
Disusun oleh :
ALEXANDER CHRISTANTO KASRAN
NIM : 155114033
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
FINAL PROJECT
SCADA FOR BALL SORTING SYSTEM BASED ON
COLOR USING PLC M221
In a partial fulfillment of the requirements
for the degree of Sarjana Teknik
Department of Electrical Engineering
Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University
Arranged by:
ALEXANDER CHRISTANTO KASRAN
NIM: 155114033
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2019
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
HALAMAN PERSETUJUAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
LEMBAR PENGESAHAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir ini tidak memuat karya atau
bagian karya orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka
sebagaimana layaknya karya ilmiah”.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP
“HIDUP ITU SEPERTI SEPEDA. AGAR TETAP
SEIMBANG KAU HARUS TERUS BERGERAK.”
Skripsi ini saya persembahkan untuk
TUHAN YANG MAHA ESA
Keluarga Tercinta
Bangsa INDONESIA
Dan sahabat-sahabat saya
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK
KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma:
Nama : Alexander Christanto Kasran
NIM : 155114033
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada perpustakaan Universitas
Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul:
SCADA UNTUK SISTEM PENYORTIR BOLA
BERDASARKAN WARNA BERBASIS PLC M221
Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada
perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam bentuk
media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara terbatas
dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis tanpa
perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap
mencantumkan nama saya sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
INTISARI
Sistem penyortiran ini dibuat untuk membantu dan mempermudah proses penyortiran
bola dalam dunia industri. Tujuan dari sistem ini adalah memilah bola berdasarkan 3 warna
yaitu merah, hijau dan biru dan monitoring sistem penyortiran bola dengan menggunakan
PLC M221, yang dilengkapi dengan HMI (Human Machine Interface) untuk menampilkan
proses sistem ini secara real time.
Sistem penyortiran ini dibuat dengan menggunakan PLC M221 sebagai kontroler.
sistem memiliki tiga bagian yaitu unit penurunan bola secara satu persatu, pembaca warna
bola, serta pemilah warna bola. Pada sistem penyortiran ini menggunakan sensor TCS 3200
sebagai sensor pembaca warna dan juga mengunakan sensor LDR sebagai sensor pendeteksi
posisi bola. Sensor TCS 3200 diolah didalam mikrokontroler arduino dan dikirim ke PLC
melalui rangkaian low pas filter. Setelah mikrokontroler mengirim data ke PLC maka PLC
akan melakukan proses pemilah bola sesuai warna bola dengan menggunakan motor Dc dan
limit switch sebagai sensor untuk mengghentikan motor DC. Seluruh sistem penyortiran ini
ditampilkan pada sebuah HMI (Human Machine Interface). Operator dapat memantau
proses penyortiran bola melalui tampilan HMI.
Melalui tahapan pengujian alat, didapatkan kesimpulan bahwa sistem penyortiran bola
dapat bekerja dengan baik dan HMI yang ditampilkan sesuai dengan real sistemnya. Untuk
proses pemilah bola hanya bola merah yang mengalami eror sedangkan untuk warna hijau,
biru dan warna lain bisa dibaca dengan baik. Proses penyortiran 40 bola membutuhkan
waktu selama 16 menit.
Kata kunci: Penyortiran, PLC, sensor warna, HMI.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
ABSTRACT
This sorting system was created to help and facilitate the process of sorting the ball in
the industrial world. The purpose of this system is to sort the ball based on 3 colors
specifically red, green and blue and monitoring the ball sorting system using PLC M221,
which is equipped with HMI (Human Machine Interface) to display the process of this
system in real time.
This sorting system is made using PLC M221 as a controller. The system has three
parts namely unit for dropping ball one by one, a ball color reader, and a ball color sorter. In
this sorting system using the TCS 3200 sensor as a color reader sensor and also using the
LDR sensor as a ball position detection sensor. The TCS 3200 sensor is processed in an
Arduino microcontroller and sent to the PLC via a low-pass filter circuit. After the
microcontroller sends the data to the PLC, the PLC will process the ball sorting according
to the color of the ball by using a Dc motor and a limit switch as a sensor to stop the DC
motor. The whole sorting system is displayed on a HMI (Human Machine Interface). The
operator can monitor the ball sorting process through the HMI display.
Through the tool testing phase, it was concluded that the ball sorting system could
work well and the HMI displayed was in accordance with the real system. For the ball sorting
process only red balls that experience errors while for green, blue and other colors can be
read well. The process of sorting 40 balls takes 16 minutes.
Keywords: Sorting, PLC, color sensor, HMI.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan penyertaan-Nya, sehingga
penulis dapat menyelesaikan pembuatan tugas akhir dan laporan tugas akhir ini dengan
lancar. Tujuan dari tugas akhir ini adalah sebagai salah satu syarat untuk mencapai derajat
sarjana Program Studi Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata
Dharma Yogyakarta. Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada:
1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu setia mendampingi dan memberikan berkat, serta
penyertaan kepada penulis.
2. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc.,Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan
Teknologi Universitas Sanata Dharma.
3. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik
Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma dan selaku dosen
penguji tugas akhir yang telah memberi masukan, bimbingan serta saran untuk
menyempurnakan penulisan tugas akhir ini.
4. Ir. Theresia Prima Ari Setiyani M.T. selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir yang
selalu memberikan masukan dan dorongan, kepada penulis untuk berkembang dan
berproses, selalu sabar dan meluangkan waktunya untuk bimbingan sehingga tugas
akhir dapat diselesaikan dengan hasil yang memuaskan.
5. Bapak Dr. Ir. Linggo Sumarno, M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik yang
selalu memberikan masukan dan dorongan, kepada penulis untuk berkembang dan
berproses selama berkuliah sehingga bisa sampai ditahap sekarang ini.
6. Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T., selaku dosen penguji tugas akhir yang
telah memberi masukan, bimbingan serta saran untuk menyempurnakan penulisan
tugas akhir ini.
7. Bapak dan Ibu dosen yang mengajarkan banyak hal dan memberikan pengalaman
dalam proses pembelajaran selama penulis menempuh pendidikan di Program Studi
Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma.
8. Orang Tua dan kakak, pacar, dan seluruh keluarga yang memberikan semangat,
dorongan dan doa untuk dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
9. Seluruh teman-teman yang sudah memberikan dukungannya selama penulisan tugas
akhir ini, khususnya untuk teman-teman Teknik Elektro angkatan 2015, teman-
teman grup Offline, Horsemen, EndTA serta teman-teman semasa sekolah.
10. Seluruh staf dan karyawan Universitas Sanata Dharma atas pelayanan yang diberikan
untuk mahasiswa.
11. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu yang mendukung penulis
selama perkuliahan dan pengerjaan tugas akhir ini.
Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini jauh dari sempurna. Oleh sebab itu segala
kritik, saran dan masukkan yang membangun sangat diharapkan. Akhir kata semoga tugas
akhir ini dapat berguna dan bermanfaat bagi yang membaca.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL (BAHASA INDONESIA)…………………………………………i
HALAMAN SAMPUL (BAHASA INGGRIS)……………………………………….……ii
HALAMAN PERSETUJUAN ............................................................................................. iii
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................................. iv
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................................ v
HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ..................................................... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN .................................................................... vii
INTISARI ........................................................................................................................... viii
ABSTRACT ......................................................................................................................... ix
KATA PENGANTAR ........................................................................................................... x
DAFTAR ISI ....................................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... xvi
DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xix
BAB I PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................................ 1
1.2. Tujuan Penelitian .................................................................................................... 2
1.3. Manfaat Penelitian .................................................................................................. 2
1.4. Batasan Masalah ..................................................................................................... 3
1.5. Metode Penelitian ................................................................................................... 3
BAB II DASAR TEORI ........................................................................................................ 5
2.1. Sensor Warna TCS3200 .......................................................................................... 5
2.2. Arduino Uno ........................................................................................................... 7
2.3. Konveyor ................................................................................................................ 9
2.3.1. Belt Konveyor ............................................................................................... 10
2.4. Motor DC .............................................................................................................. 10
2.5. Relay ..................................................................................................................... 11
2.6. Limit Switch ......................................................................................................... 12
2.7. Buzzer ................................................................................................................... 13
2.8. Led ........................................................................................................................ 14
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
2.9. PLC (Programmable Logic Controllers) ............................................................... 15
2.9.1. PLC M221 ..................................................................................................... 17
2.9.2. Diagram Ladder ............................................................................................. 19
2.9.3. Fungsi-fungsi Logika Dasar .......................................................................... 20
2.10. SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) ..................................... 21
2.10.1. Arsitektur Sistem SCADA ............................................................................ 22
2.10.2. Wonderware Intouch ..................................................................................... 23
2.11. Komunikasi via Ethernet ................................................................................... 27
2.12. Wonderware MODBUS Ethernet I/O Server (MBENET) ................................ 28
BAB III PERANCANGAN PENELITIAN ........................................................................ 30
3.1. Perancangan Perangkat Keras Mekanis ................................................................ 31
3.1.1. Perancangan Penurunan Bola Secara Satu Persatu ....................................... 31
3.1.2. Perancangan Conveyor .................................................................................. 32
3.1.3. Perancangan Palang Pemisah Bola ................................................................ 33
3.2. Blok Diagram Sistem ............................................................................................ 33
3.3. Perancangan Perangkat Keras Elektronis ............................................................. 35
3.3.1. Rangkaian Sensor Warna............................................................................... 35
3.3.2. Data Range Warna Dan Keluaran Arduino Ke PLC ..................................... 36
3.3.3. Rangkaian Arduino Ke PLC M221 ............................................................... 37
3.4. Rangkaian PLC ..................................................................................................... 37
3.4.1. Rangkaian Input PLC .................................................................................... 37
3.4.2. Rangkaian Output PLC .................................................................................. 38
3.5. Perancangan Programmable Logic Controller (PLC) ........................................... 40
3.6. Perancangan Software HMI .................................................................................. 41
3.7. Perancangan Diagram Alir .................................................................................... 43
3.7.1. Proses Pembaca Sensor Warna ...................................................................... 45
3.7.2. Perancangan Unit Penyortiran ....................................................................... 46
3.7.3. Perancangan Unit Penyortiran Bola Warna Merah ....................................... 47
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 48
4.1. Perubahan Perancangan ........................................................................................ 48
4.1.1. Tempat Sensor Warna ................................................................................... 48
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
4.1.2. Penambahan Sensor LDR .............................................................................. 49
4.1.3. Perubahan Rangkaian Dari Arduino Ke PLC ................................................ 50
4.1.4. Perubahan Pada Tampilan HMI .................................................................... 51
4.2. Implementasi Perangkat Keras ............................................................................. 52
4.2.1. Pengendali Bola Turun Satu Persatu ............................................................. 52
4.2.2. Hasil Implementasi Konveyor ....................................................................... 53
4.2.3. Palang Pemisah Bola ..................................................................................... 54
4.2.4. Relay Pembalik Putaran Motor ..................................................................... 55
4.3. Hasil Pengamatan Sistem ...................................................................................... 56
4.3.1. Program Arduino ........................................................................................... 56
4.3.2. Hasil Pengamatan Pada Arduino ................................................................... 58
4.3.3. Hasil Data Proses Aktif Sistem ..................................................................... 60
4.3.4. Hasil Proses Deteksi Tiap Warna Bola.......................................................... 61
4.3.5. Hasil Proses Bola Penuh ................................................................................ 63
4.3.6. Data proses pemilah warna bola .................................................................... 65
4.3.7. Analisis Hardware keseluruhan sistem .......................................................... 70
4.3.8. Hasil Pengamatan Sub Sistem ....................................................................... 72
4.4. Implementasi Perangkat Lunak............................................................................. 73
4.4.1. Tombol Start Dan Stop .................................................................................. 73
4.4.2. Ladder Pengendali Bola Turun Satu Persatu ................................................. 74
4.4.3. Ladder Input Analog PLC ............................................................................. 74
4.4.4. Ladder Pengendali Konveyor ........................................................................ 75
4.4.5. Ladder Pengendali Palang Pemisa Bola ........................................................ 76
4.4.6. Ladder Penghitung Jumlah Bola.................................................................... 76
4.4.7. Ladder Pengendali Led Indikator Dan Buzzer .............................................. 77
4.4.8. Scripts Animasi Pada Intouch........................................................................ 77
4.4.9. Tagname Dictionary ...................................................................................... 86
4.5. Komunikasi antara HMI dan PLC ........................................................................ 87
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................... 85
5.1. Kesimpulan ........................................................................................................... 85
5.2. Saran ..................................................................................................................... 85
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xv
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 86
LAMPIRAN ........................................................................................................................ 88
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Blok diagram sistem penyortiran bola berdasarkan warna ............................... 4
Gambar 2.1. Sensor warna TCS3200 .................................................................................... 5
Gambar 2.2. Grafik karakteristik sensor TCS3200 ............................................................... 6
Gambar 2.3. Karakteristik perbandingan antara temparatur koefisien terhadap panjang
gelombang. ............................................................................................................................ 7
Gambar 2.4. Arduino Uno ..................................................................................................... 8
Gambar 2.5. Konfigurasi pin Arduino Uno ........................................................................... 9
Gambar 2.6. Jenis-jenis conveyor ......................................................................................... 9
Gambar 2.7. Belt conveyor .................................................................................................. 10
Gambar 2.8. Motor DC ........................................................................................................ 11
Gambar 2.9. Simbol relay .................................................................................................... 12
Gambar 2.10. Bentuk relay .................................................................................................. 12
Gambar 2.11. Simbol dan bentuk limit switch .................................................................... 13
Gambar 2.12. Konstruksi limit switch ................................................................................. 13
Gambar 2.13. Bentuk Buzzer .............................................................................................. 14
Gambar 2.14. Blog diagram CPU ........................................................................................ 16
Gambar 2.15. Bagian PLC modicon M221 tipe TM221CE40R ......................................... 17
Gambar 2.16. Ladder diagram NO ..................................................................................... 19
Gambar 2.17. Ladder diagram NC ...................................................................................... 19
Gambar 2.18. Ladder diagram logika AND ....................................................................... 20
Gambar 2.19 Ladder diagram logika OR ............................................................................ 20
Gambar 2.20. Ladder diagram logika NOT ........................................................................ 20
Gambar 2.21. Ladder diagram logika NAND ..................................................................... 21
Gambar 2.22. Ladder diagram logika NOR ........................................................................ 21
Gambar 2.23. Ladder diagram logika XOR ........................................................................ 21
Gambar 2.24. Skema sistem SCADA sederhana dalam pengendalian sistem .................... 22
Gambar 2.25. Tipe PLC dan rentang alamat yang didukung MBENET ............................. 29
Gambar 3.1 Ilustrasi sistem penyortiran berdasarkan warna berbasis PLC M221 .............. 30
Gambar 3.2. Desain sistem bola turun satu persatu ............................................................. 32
Gambar 3.3. Desain Konvenyor .......................................................................................... 32
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xvii
Gambar 3.4. Desain palang pemisah bola ........................................................................... 33
Gambar 3.5. Blok diagram dari sistem penyortiran bola berdasarkan warna berbasis PLC
M221 .................................................................................................................................... 34
Gambar 3.6. Rangkaian sensor warna ................................................................................. 35
Gambar 3.7. Output arduino ke input PLC .......................................................................... 36
Gambar 3.8. Rangkaian komunikasi antara arduino dan PLC M221 .................................. 37
Gambar 3.9. Rangkaian input PLC ...................................................................................... 38
Gambar 3.10. Rangkaian palang pemisah bola 1 ................................................................ 38
Gambar 3.11. Rangkaian konveyor ..................................................................................... 39
Gambar 3.12. Rangkaian buzzer.......................................................................................... 39
Gambar 3.13. Rangkaian LED RED ................................................................................... 40
Gambar 3.14. Tampilan awal .............................................................................................. 41
Gambar 3.15. Tampilan HMI .............................................................................................. 42
Gambar 3.16. Tampilan layer alarm .................................................................................... 43
Gambar 3.17. Diagram alir sistem penyortiran bola berdasarkan warna ............................ 44
Gambar 3.18. Proses kerja sensor warna ............................................................................. 45
Gambar 3.19. Proses untuk unit penyortiran bola ............................................................... 46
Gambar 3.20. Proses penyortiran bola warna merah ........................................................... 47
Gambar 4.1. Hasil implementasi tempat sensor warna ....................................................... 48
Gambar 4.2. Hasil implementasi rangkaian sensor LDR .................................................... 49
Gambar 4.3. Rangkaian low pass filter ............................................................................... 50
Gambar 4.4. Tampilan monitoring pada HMI ..................................................................... 51
Gambar 4.5. Tampilan windows tambahan ......................................................................... 52
Gambar 4.6. Hasil implemtasi perangkat keras ................................................................... 52
Gambar 4.7. Pengendali bola turun satu persatu ................................................................. 53
Gambar 4.8. Bentuk umum konveyor ................................................................................. 54
Gambar 4.9. Palang pemisah bola ....................................................................................... 55
Gambar 4.10. Rangkaian pengendali putaran palang pemisah bola .................................... 55
Gambar 4.11. Program untuk menjalankan sensor ldr ........................................................ 56
Gambar 4.12. Program pembaca sensor warna ................................................................... 57
Gambar 4.13. Lingkaran pembuat turun bola satu persatu .................................................. 70
Gambar 4.14. Belt konveyor................................................................................................ 71
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xviii
Gambar 4.15. Jalur jatuhnya bola ........................................................................................ 71
Gambar 4.16. Ladder tombol start dan stop untuk HMI ..................................................... 73
Gambar 4.17. Tombol start dan stop pada tampilan HMI ................................................... 73
Gambar 4.18. Ladder pengendali bola turun satu persatu ................................................... 74
Gambar 4.19. Ladder input analog PLC .............................................................................. 75
Gambar 4.20. Ladder pengendali konveyor ........................................................................ 75
Gambar 4.21. Ladder pengendali palang pemisah bola....................................................... 76
Gambar 4.22. Ladder penghitung jumlah bola .................................................................... 76
Gambar 4.23. Ladder pengendali led dan buzzer ................................................................ 77
Gambar 4.24. konfigurasi I/O pada MBENET .................................................................... 87
Gambar 4.25. Konfigurasi pada InTouch ............................................................................ 87
Gambar 4.26. Konfigurasi pada SoMachineBasic............................................................... 88
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xix
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Konfigurasi Pin Arduino Uno. .............................................................................. 8
Tabel 2.2. Arus maju maksimum dan tegangan untuk warna Led ...................................... 14
Tabel 2.3. (Lanjutan) Arus maju maksimum dan tegangan untuk warna led ...................... 15
Tabel 3.1. Keterangan bagian-bagian sistem penyortiran bola berdasarkan warna berbasis
PLC M221 ........................................................................................................................... 31
Tabel 3.2. Keterangan koneksi pin yang masuk pada arduino ............................................ 35
Tabel 3.3. Keterangan koneksi pin yang masuk pada arduino ............................................ 35
Tabel 3.4. Tabel range warna .............................................................................................. 36
Tabel 3.5. tabel konversi nilai ADC .................................................................................... 36
Tabel 3.6. Alamat input pada PLC ...................................................................................... 40
Tabel 3.7. Alamat output pada PLC .................................................................................... 41
Tabel 3.8. Pengamatan memori pada PLC .......................................................................... 43
Tabel 4.1. Perubahan nilai range warna bola....................................................................... 49
Tabel 4.2. Tabel keluaran arduino ke PLC dengan Low Pass filter .................................... 50
Tabel 4.3. Hasil pengamatan tampilan serial monitor pada arduino ................................... 58
Tabel 4.4. (Lanjutan) tabel pengamatan pada arduino ........................................................ 59
Tabel 4.5. Tampilan HMI proses aktif dan non aktif sistem ............................................... 60
Tabel 4.6. Tampilan HMI untuk tiap warna bola ................................................................ 61
Tabel 4.7. (Lanjutan) tampilan HMI untuk tiap warna bola ................................................ 62
Tabel 4.8. (Lanjutan) tampilan HMI untuk tiap warna bola ................................................ 63
Tabel 4.9. Tampilan HMI ketika bola penuh....................................................................... 64
Tabel 4.10. Tabel hasil percobaan pemilah bola ................................................................. 65
Tabel 4.11. (Lanjutan) tabel hasil percobaan pemilah bola ................................................. 66
Tabel 4.12. Tabel penyortiran 30 bola warna merah. .......................................................... 66
Tabel 4.13. (Lanjutan) tabel penyortiran 30 bola warna merah .......................................... 67
Tabel 4.14. Tabel penyortiran 30 bola warna hijau ............................................................. 67
Tabel 4 .15. (Lanjutan) Tabel penyortiran 30 bola warna hijau .......................................... 68
Tabel 4 .16. Tabel penyortiran 30 bola warna biru ............................................................. 68
Tabel 4.17. (Lanjutan) Tabel penyortiran 30 bola warna biru............................................. 69
Tabel 4.18. Tabel data komponen pemisah bola ................................................................. 69
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xx
Tabel 4.19. Hasil pengukuran tegangan sub sistem............................................................. 72
Tabel 4.20. Scripts animasi HMI ......................................................................................... 77
Tabel 4.21. (Lanjutan) scripts animasi HMI........................................................................ 78
Tabel 4.22. (Lanjutan) scripts animasi HMI........................................................................ 79
Tabel 4.23. (Lanjutan) scripts animasi HMI........................................................................ 80
Tabel 4.24. (Lanjutan) scripts animasi HMI........................................................................ 81
Tabel 4.25. (Lanjutan) scripts animasi HMI........................................................................ 82
Tabel 4.26. (Lanjutan) scripts animasi HMI........................................................................ 83
Tabel 4.27. (Lanjutan) scripts animasi HMI........................................................................ 84
Tabel 4.28. (Lanjutan) scripts animasi HMI........................................................................ 85
Tabel 4.29. Tagname yang digunakan pada HMI ............................................................... 86
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam dunia industri, khususnya proses produksi, penyortiran barang masih
dilakukan secara manual sehingga membutuhkan waktu yang lama dan kurang akurat pada
saat pemilihan barang tersebut. Akan tetapi jika proses produksi tersebut dilakukan secara
otomatis akan lebih menguntungkan bagi perusahaan maupun pekerja itu sendiri. Rata-rata
semua pabrik yang ada diIndonesia pasti melakukan proses penyortiran benda, oleh karena
itu dibutuhkan alat yang dapat mengerjakan hal tersebut secara otomatis. Penyortiran warna
adalah salah satu alat yang mendukung hal tersebut. Dengan memanfaatkan warna benda,
setiap benda dapat disortir secara otomatis. Selain sistem penyortiran dibutuhkan juga
pengontrolan jarak jauh yang dapat membantu memonitoring suatu sistem.
Dalam proses penyortiran dibutuhkan suatu alat yang dapat mempersingkat waktu
pengerjaan dan optimal dalam pernyotiran. PLC (Programmable Logic Controller) adalah
salah satu teknologi digital yang memiliki banyak kelebihan dan sangat membantu dalam
bidang industri masa kini. PLC merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan
sistem kontrol mesin berbasis relay dan juga dirancang untuk mengontrol suatu proses mesin
secara otomatis. PLC banyak di pakai dalam aplikasi aplikasi indutri lain misalnya pada
proses pengepakan, pencampuran bahan makan, perakitan otomatis dan lain lain. Untuk
membantu sistem secara otomatis dibutuhkan juga suatu sistem yang dapat memonitoring
sistem tersebut.
SCADA merupakan bagian dari PLC yang mampu memonitoring sistem yang
dikontrol oleh PLC. Sistem ini sangat dibutuhkan untuk melakukan suatu sistem monitoring
yang membutuhkan kecermatan dalam mengatasi suatu kondisi yang dapat terjadi sewaktu-
waktu dan sulit ditangani oleh manusia. Sistem SCADA sangat penting untuk industri yang
menerapkan konsep otomasi dan pengontrolan jarak jauh yang dapat diakses secara Real-
Time. Namun sistem pengontrolan menggunakan SCADA ini masih kurang dikenal
masyarakat Indonesia terutama diindustri indonesia bagian timur. Pada saat saya melakukan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
kerja praktek selama 1 bulan disebuah industri, SCADA yang digunakan pada industri yang
ada di NTT masih melibatkan pihak asing dengan implementasi sistem yang terbatas,
dikarenakan mahalnya biaya investasi untuk sistem ini.
Dengan melihat latar belakang diatas pada Tugas Akhir (TA) ini akan membuat
SCADA untuk sistem penyortiran bola berdasarkan warna berbasis PLC M221. Sistem ini
merupakan pengembangan dan penelitian dari yang sudah ada sebelumnya yaitu, sistem
pengepakan produk dengan kendali PLC SIEMENS S7-300. Penelitian tersebut
menggunakan PLC SIEMENS S7-300, 2 buah konveyor dan belum menggunakan SCADA
sebagai monitoring sistem. Alat yang akan dibuat kali ini akan lebih sederhana dengan
menggunakan PLC M221, 1 buah conveyor dan SCADA sebagai monitoring sistem tersebut.
Dalam penelitian ini, penulis akan membuat sebuah miniatur sistem penyortiran
berbasis PLC M221 dengan menggunakan sensor TCS 3200 sebagai sensor pembaca warna
bola. sensor TCS 3200 akan di kontrol oleh Arduino untuk mengolah data dan mengirimkan
ke PLC. Setelah menerima data dari arduino, PLC akan mengendalikan motor DC sebagai
pemisah bola sesuai warna yang diinginkan dan buzzer untuk menandakan bahwa tempat
penampungan sudah penuh.
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah merancang dan
mengimplementasikan aplikasi SCADA untuk monitoring controling sistem penyortiran
bola berdasarkan warna (3 warna) menggunakan PLC M221 dengan menggunakan HMI
yaitu Wondare InTouch.
1.3. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian:
1. Membantu dan mempermudah proses penyortiran yang selama ini dilakukan oleh
manusia dan mendapatkan hasil yang lebih optimal.
2. Memudahkan operator untuk mengetahui hasil penyortiran
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1.4. Batasan Masalah
Agar tugas akhir ini bisa mengarah pada tujuan dan untuk menghindari
kompleksnya permasalahan yang muncul, maka diperlukan adanya batasan-batasan masalah
yang sesuai dengen tujuan tugas akhir ini. Adapun batasan masalahnya adalah:
1. Menggunakan bola 3 warna yaitu merah, hijau, dan biru
2. Menggunakan sensor TCS3200 sebagai sensor pembaca warna
3. Menggunakan Arduino untuk mengolah dan mengirim data yang diperoleh dari
sensor TCS3200
4. Menggunakan PLC M221 sebagai controller
5. HMI atau Human Machine Interface menggunakan software Wonderware InTouch
yang akan ditampilkan pada layar komputer
6. Membuat satu konveyor yang digerakkan oleh Motor DC.
7. Menggunakan 3 buah motor dc untuk pemilah bola sesuai warna yang diinginkan
8. Menggunakan buzzer untuk menandakan bahwa tempat penampung bola sudah
terisi 10 bola.
9. Menggunakan Relay untuk melindungi output dari tegangan berlebih dan sebagai
pengendali arah putaran motor
10. Komunikasi antara HMI dan PLC melalui Ethernet
1.5. Metode Penelitian
Berdasarkan pada tujuan yang akan dipacu metode - metode yang digunakan dalam
penyusunan tugas akhir ini adalah:
1. Studi literature, yaitu dengan cara mempelajari dan membaca tentang arduino, sensor
TCS3200, PLC dan SCADA yang akan digunakan dalam perancangan alat ini.
2. Eksperimen, yaitu dengan langsung melakukan praktek maupun pengujian terhadap
subsistem alat dalam pembuatan tugas akhir yaitu percobaan sensor warna dan
kemudian komunikasi antara arduino dan PLC
3. Perancangan subsistem hardware dan software yaitu dengan mengumpulkan data
kemudian mencari bentuk model yang optimal dari sistem yang akan dibuat, dengan
mempertimbangkan faktor permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
Bagian yang akan dirancang adalah tempat turun bola satu persatu, conveyor, palang
pemisah bola, serta software berupa program arduino, PLC dan HMI untuk sistem
penyortiran warna ini.
4. Pembuatan subsistem hardware dan software berdasarkan gambar 1.1 Tahap ini
bertujuan untuk membuat rangkaian sensor warna, limit switch, motor Dc serta
buzzer. Adapun sofware yang akan dibuat untuk program arduino, soMachine Basic
untuk ladder PLC dan juga Wonderare InTouch untuk HMI.
5. Pengujian dan pengambilan data untuk melihat hasil yang didapat sesuai dengan data
riil fisiknya. Data yang diambil berupa proses pemilah barang sesusai warna yang
diinginkan, data tegangan analog yang diolah oleh arduino dan kestabilan conveyor
ketika membawa bola.
6. Analisa dan penyimpulan hasil percobaan. Analisa data dilakukan dengan mengamati
fungsi dari setiap unit, menganalisa sinkronisasi kecepatan dari unit penyortiran.
Sistem hardware dapat bekerja dengan baik jika pemilah warna dapat menempatkan
bola pada wadah yang sudah disediakan berdarsarkan warna yang sudah ditentukan
dan jumlah yang diinginkan. Penyimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan
membandingkan hasil alat yang dibuat dengan yang dituliskan pada proposal ini.
Via Ethernet
Gambar 1.1. Blok diagram sistem penyortiran bola berdasarkan warna
PLC
M221
Motor DC,
buzzer, LED
Arduino
uno
TCS
3200
Push
Botton &
Limit
swich
HMI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
BAB II
DASAR TEORI
Bab ini berisi tentang dasar teori dan penjelasan detail tentang peralatan apa saja
yang untuk membuat tugas akhir ini. Peralatan yang akan dibahas adalah sensor warna
TCS3200, Arduino, konvenyor sebagai perangkat penggerak, motor DC, Programmable
Logic Controller (PLC) M221, buzzer, dan LED.
2.1. Sensor Warna TCS3200
Sensor warna adalah sensor yang digunakan pada mikrokontroler untuk
pendeteksian suatu objek benda atau warna dari benda tersebut. Salah satu jenis sensor
warna yaitu TCS 3200. Sensor TCS3200 adalah sensor yang mengkonversi warna cahaya
ke nilai frekuensi. Ada dua komponen utama pembentuk sensor TCS3200 ini, yaitu
photodioda dan pengkonversi arus ke frekuensi. Didalam TCS3200, ada konverter cahaya
ke frekuensi dan membaca sebuah array 8x8 dari photodioda, 16 photodioda mempunyai
penyaring warna biru, 16 photodioda mempunyai penyaring berwarna merah, 16
photodioda mempunyai penyaring berwarna hijau, 16 photodioda untuk warna terang
tanpa penyaring. Keluaran dari sensor ini adalah gelombang kotak (duty cycle) frekuensi
yang berbanding lurus dengan intensitas cahaya (irradience). Sensor warna TCS230
merupakan sensor yang dikemas dalam chip DIP 8 pin dengan bagian muka transparan
sebagai tempat menerima intensitas cahaya yang berwarna.
Gambar 2.1. Sensor warna TCS3200
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
A. Fitur sensor warna TCS3200
1. Power: (2,7V to 5,5V)
2. Interface: Digital TTL
3. High-Resolution Convertion of Light Intensity to Frequency
4. Programmable Color and Full-Scale Output Frequency
5. Power Down Feature
6. Communicates Directly to Microcontroller
7. Size = 28,4x28,4mm
B. Catatan penggunaan
1. Tegangan VDD = 6V
2. Jarak tegangan masukkan, semua masukkan Vi = -0.3V to VDD +0.3V
3. Suhu operasi = -40ºC to 85ºC
4. Suhu penyimpanan = -40ºC to 85ºC
5. Temparatur masksimum penyolderan sesuai dengan JEDEC J-STD-020A = 260ºC
Gambar 2.2. Grafik karakteristik sensor TCS3200
Pada gambar 2.2 ini menunjukkan sensor warna terdiri dari 4 kelompok photodioda,
dengan masing-masing kelompok mempunyai sesnsitivitas yang berbeda-beda satu dengan
yang lain.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Gambar 2.3. Karakteristik perbandingan antara temparatur koefisien terhadap panjang
gelombang.
Dari gambar 2.3 dapat dilihat semakin besar temperatur koefisien yang diperoleh
dari photodioda, maka semakin jauh panjang gelombang yang dihasilkan oleh sensor,
dimana keadaan temperatur koefisien tersebut dipengaruhi oleh keadaan panjang gelombang
atau pencahayaan, hal ini menunjukkan bahwa sensor TCS3200 memiliki karaktersitik
panjang gelombang yang linear.
2.2. Arduino Uno
Arduino merupakan sebuah platform dari physical computing yang bersifat open
source. Arduino tidak hanya sekedar sebuah alat pengembangan, tetapi kombinasi dari
hardware, bahasa pemrograman dan Integrated Development Environment (IDE) yang
canggih. IDE adalah sebuah software yang sangat berperan untuk menulis program,
mengcompile menjadi kode biner dan meng-upload ke dalam memory mikrokontroler.
Arduino uno adalah board mikrokontroler berbasis Atmega328. Arduino UNO memiliki 14
pin input dari output digital dimana pin 6 tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan
6 pin input analog, 16 MHz oslilator kristal, konektor USB, jack listrik dan tombol reset.
Pin-pin ini berisi semua yang diperlukan untuk mendukung mikrokontroler, hanya terhubung
ke komputer dengan kabel USB atau sumber tegangan bisa menggunakan adaptor AC – DC
atau baterai. Setiap digital pin pada board Arduino Uno beroperasi pada tegangan 5 volt.
Pin-pin digital tersebut juga memunginkan dapat mengeluarkan atau menerima arus
maksimal sebesar 40 mA dan memiliki internal pull-up resistor (yang terputus secara
default) antara 20-50 KΩ. Spesifikasi Arduino Uno ditunjukan pada alokasi penempatan pin-
pin Arduino Uno pada Tabel 2.5.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Gambar 2.4. Arduino Uno
Tabel 2.1. Konfigurasi Pin Arduino Uno.
No Parameter Keterangan
1 ATMega 328 IC mikrokontroler yang digunakan pada Arduino Uno. IC
ATMega 328 memiliki flash memory 32 KB (dengan 0,5 KB
digunakan untuk boatloader). ATMega 328 juga memiliki 2
KB SRAM dan 1 KB EEPROM yang dapat ditulis dan dibaca
dengan EEPROM library.
2 Jack USB Untuk komunikasi mikrokontroler dengan PC
3 Jack Adaptor Masukan power eksternal bila Arduino bekerja mandiri (tanpa
komunikasi dengan PC melalui kabel serial USB.
4 Tombol Reset Tombol reset internal yang digunakan untuk mereset modul
Arduino.
5 SDA dan SCL Komunikasi Two Wire Interface (TWI) atau inter integrated
circuit (12C) dengan menggunakan wire library.
6 GND dan AREF GND = Pin ground dari regulator tegangan board
Arduino.
AREF = Tegangan Referensi untuk input analong.
7 Pin Digital Pin yang digunakan untuk menerima input digital dan
memberi output berbentuk digital (0 dan 1 atau low dan high)
8 Pin serial Digunakan untuk menerima dan mengirimkan data serial TTL
(Receiver(Rx), Transmiter(Tx)). Pin 0 dan 1 sudah terhubung
kepada pin serial USB to TTL sesuai dengan pin ATMega.
9 Pin Power Vin = Masukan tegangan input bagi Arduino ketika
menggunakan sumber tegangan eksternal.
5 V = Sumber tegangan yang dihasilkan regulator
internal board Arduino
3,3 V = Sumber tegangan yang dihasilkan regulator internal
board Arduino. Arus maksimal pada pin ini adalah 50 mA.
GND = Pin ground dari regulator tegangan board
Arduino.
IOREF = Tegangan Referensi
10 Pin Analogin Menerima input dari perangkat analog lainya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Gambar 2.5. Konfigurasi pin Arduino Uno
2.3. Konveyor
Konveyor adalah suatu sistem mekanik yang mempunyai fungsi memindahkan
barang dari suatu tempat ke tempat lain. Konveyor banyak dipakai di industri untuk
transportasi barang yang jumlahnya sangat banyak dan berkelanjutan. Conveyor banyak
dipakai karena memiliki nilai ekonomis dibandingkan dengan alat trasnportasi lainnya dan
membuat jalannya proses produksi menjadi lebih efisien, oleh karena itu sistem konveyor
menjadi pilihan yang popular dalam dunia industri khususnya proses penyortiran. Pada
gambar 2.6 dijelaskan jenis konveyor yang dibuat sesuai dengan kebutuhan industri seperti
(a) Belt Conveyor, (b) Scrapper Conveyor, (c) Screw Conveyor.
(a) (b) (c)
Gambar 2.6. Jenis-jenis conveyor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
2.3.1. Belt Konveyor
Dari banyak jenis konvenyor maka dipilihlah konveyor sabuk (Belt Conveyor)
karena lebih mudah dibuat dan hemat. Komponen utama dari konveyor sabuk ini adalah:
Roller, sabuk(Belt), rangka, Motor DC, roda gigi/pulley. Konveyor sabuk (belt conveyor)
merupakan salah satu handling sistem yang digunakan untuk memindahkan hulk load dan
juga ada yang dipakai untuk memindahkan unit load. Belt merupakan sabuk yang berputar
pada drum yang ditumpu oleh idler pulley atau stationary runways. Syarat yang harus
dipenuhi dari suatu belt adalah sifat hidrokopis harus rendah (tidak mudah lembab). Belt
harus kuat menahan beban yang direncanakan, beratnya ringan, fleksibel, masa pemakaian
yang panjang. Belt pada conveyor digunakan untuk meletakkan barang diatasnya sehingga,
lebar belt harus diperhatikan. Lebar belt ini dipengaruhi oleh lebar lebar dari barang yang
diangkut.
Lapisan Belt juga sangat menentukan kekuatan dari belt, semakin banyak lapisan
belt semakin kuat belt conveyor tersebut, selain itu lapisan belt ini dapat menyerap tegangan
longitudinal yang disebabkan oleh barang yang diangkut.
Gambar 2.7. Belt conveyor
2.4. Motor DC
Motor DC adalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan tegangan searah
sebagai sumber tenaganya. Prinsip kerja motor DC berdasar pada penghantar yang
membawa arus ditempatkan didalam suatu medan magnet. Penghantar akan mengalami gaya
yang dijelaskan pada sebuah kawat berarus yang dihubungkan pada kutub magnet utara dan
selatan. Arah gaya dapat ditentukan dengan menggunakan kaidah tangan kiri. Apabila suatu
kumparan jangkar (rotor) dialiri arus listrik dalam suatu medan magnet maka akan
terbangkit gaya (pada rotor tersebut).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Gaya menimbulkan torsi yang akan menghasilkan rotasi mekanik sehingga motor
akan berputar. Jadi motor menerima sumber arus searah jala-jala kemudian diubah menjadi
energi mekanik berupa putaran, yang nantinya dipakai oleh peralatan lain. Adapun
konstruksi motor DC meliputi, sikat berfungsi mensuplay arus pada jangkar melalui
komutator, posisi sikat berapa pada inti kumparan. Stator adalah bagian dari motor yang
tidak bergerak (diam), stator motor DC dari magnet permanen. Fungsi dari stator adalah
untuk menghasilkan medan magnet. Rotor adalah bagian dari motor yang bergerak, rotor
terdiri dari dua bagian yaitu, komutator fungsinya untuk membuat arus jangkar mengalir
dalam satu arah arah tertentu sehingga putaran juga searah. Jangkar adalah tempat
membelitkan kabel-kabel jangkar yang berfungsi untuk menghasilkan torsi.
Gambar 2.8. Motor DC
2.5. Relay
Relay adalah saklar (switch) elektro-magnetik yang menggunakan tegangan DC
rendah (low power) untuk menghidupkan dan mematikan suatu alat atau sistem yang
terhubung dengan tegangan DC yang tinggi atau tegangan AC. Susunan relay yang paling
sederhana terdiri atas kumparan kawat kumparan penghantar yang digulung pada inti besi.
Susunan kontak poin relay, secara umum terdiri dari 2 jenis yaitu:
a) Normally Close (NC): yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di
posisi CLOSE (tertutup).
b) Normally Open (NO): yaitu kondisi awal sebelum diaktifkan akan selalu berada di
posisi OPEN (terbuka).
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
Gambar 2.9. Simbol relay
Berdasarkan pada prinsip dasar kerjanya, relay dapat berkeja karena adanya medan
magnet yang digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan diberikan diberikan
tegangan sebesar tegangan kerja relay maka akan timbul medan magnet pada kumparan
karena adanya arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan yang bersifat sebagai
elektromagnetik ini kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke kontak NO. Jika
tegangan pada kumparan dimatikan maka medan magnet pada kumparan akan hilang
sehingga pegas akan menarik saklar kekontak NC.
Gambar 2.10. Bentuk relay
2.6. Limit Switch
Limit switch merupakan jenis saklar yang dilengkapi dengan katup yang berfungsi
menggantikan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya
akan menghubungkan pada saat katupnya ditekan pada batas penekanan tertentu yang telah
ditentukan dan akan memutus saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam
kategori sensor mekanis yaitu sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
perubahan mekanin pada sensor tersebut. Penerapan limit switch adalah sebagai sensor
posisi suatu benda atau objek yang bergerak.
Gambar 2.11. Simbol dan bentuk limit switch
Limit switch umumnya digunakan untuk:
a) Memutuskan dan menghubungkan rangkaian menggunakan objek atau benda lain.
b) Menghidupkan daya yang besar, dengan sarana yang kecil.
c) Sebagai sensor posisi atau kondisi suatu objek.
Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombol pada
batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau
penghubungan rangkaian tersebut. Limit switch dua kontak yaitu NO (Normally Open) dan
kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif jika tombol tertekan.
Konstruksi limit switch dapat dilihat pada gambar 2.12.
Gambar 2.12. Konstruksi limit switch
2.7. Buzzer
Buzzer adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi untuk mengubah
getaran listrik menjadi menjadi getaran suara. Pada dasarnya prinsip kerja buzzer hampir
sama dengan loudspeaker, jadi buzzer juga terdiri dari kumparan yang terpasang pada
diafragma dan kemudian kumparan tersebut dialiri arus sehingga menjadi elektromagnet,
kumparan tadi akan tertarik kedalam atau keluar, tergantung dari arah arus dan polaritas
magnetnya, karena kumparan yang dipasang pada diafragma maka setiap gerakan kumparan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
akan menggerakkan diafragma secara bolak-balik sehingga membuat udara bergetar yang
akan menghasilkan suara. Buzzer biasa digunakan sebagai indikator bahwa proses telah
selesai atau terjadi suatu kesalahan pada sebuah alat (alarm).
Gambar 2.13. Bentuk Buzzer
2.8. Led
Light Emitting Diode atau sering disingkat LED adalah komponen elektronika yang
dapat memancarkan cahaya ketika diberikan tegangan. LED memiliki kelebihan seperti tidak
menimbulkan panas, tahan lama, tidak mengandung bahan berbahaya seperti merkuri, dan
hemat listrik serta bentuknya yang kecil. Ada beberapa pengaplikasian LED dalam
kehidupan sehari-hari seperti: lampu penerangan jalan, lampu penerangan rumah, lampu
dekorasi interior ataupun exterior dan juga sebagai lampu indikator pada sebuah perangkat
elektronika. LED memiliki berbagai macam warna diantaranya seperti warna merah, kuning
biru, putih, hijau, jingga dan infra merah. Masing-masing warna LED memerlukan arus maju
(Forward Current) untuk dapat menyalakan LED tersebut. Arus maju untuk sebuah LED
tergolong rendah sehingga memerlukan sebuah resistor yang berfungsi sebagai pembatas
arus agar arus yang masuk tidak melewati batas arus maju pada LED tersebut sehingga tidak
merusak LED yang bersangkutan
Tabel 2.2. Arus maju maksimum dan tegangan untuk warna Led
Jenis led Warna If Max Vf(typ.) Vf Max Vr Max
standard Merah 30mA 1.7V 2.1V 5V
standard Merah terang 30mA 2.0V 2.5V 5V
standard Hijau 25mA 2.2V 2.5V 5V
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
15
Tabel 2.3. (Lanjutan) Arus maju maksimum dan tegangan untuk warna led
Jenis led Warna If Max Vf(typ.) Vf Max Vr Max
High intensity Biru 30mA 4.5V 5.5V 5V
Super bright Merah 30mA 1.85V 2.5V 5V
Low current Merah 30mA 1.7 2.0V 5V
Keterangan:
If Max = Arus maju maksimal
VL = tegangan led
Vf Max = tegangan maju maksimal
Vr Max = tegangan terbalik maskimal
Setelah mengetahui tegangan dan arus maju untuk masing-masing led seperti
pada tabel 2.4 maka dapat menghitung nilai resistor yang diperlukan untuk rangkaian led
agar led yang dirangkai tidak terbakar atau rusak karena kelebihan arus dan tegangan.
Untuk menghitung nilai resistor dengan menggunakan rumus berikut:
R = (VS – VL) / I (2.1)
Keterangan:
R = Nilai resistor (Ω)
VS = Tegangan input (V)
VL =Tegangan Led (V)
I = Arus maju led (A)
Dalam perhitungan Arus maju led (I) tidak boleh melebihi arus maju maksimal (IF
Max) yang telah ditentukan pada tabel 2.4
2.9. PLC (Programmable Logic Controllers)
PLC (Programmable Logic Controllers) merupakan perangkat berbasis
mikrokontroler yang beroperasi secara digital, menggunakan programmable memory untuk
menyimpan seceara internal instruksi instruksi yang melakukan fungsi khusus seperti logika,
sequencing, timing, counting, dan arimatika untuk mengontrol mesin atau proses melalui
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
modul modul I\O digital maupun analog. Pada PLC terdapat beberapa komponen pembentuk
yaitu:
A. Catu daya
Catu daya ini berfungsi sebagai sumber tegangan untuk komponen komponen yang
terdapat pada PLC. Kebanyakan PLC bekerja pada catu daya 24 VDC dan 220 VAC
B. CPU (central processing unit)
CPU merupakan bagian yang berfungsi sebagai otak dari PLC. CPU terdari 3
komponen penyusun: prosesor, memory dan catu daya (power suplay)
Gambar 2.14. Blog diagram CPU
Prosesor merupakan otak dari sebuah PLC, fungsinya adalah mengatur sistem pada
PLC, mengerjakan berbagai operasi antara lain eksekusi program menyimpan dan
mengambil data dari memory membaca nilai input dan mengatur nilai output,
memeriksa kerusakan, melakukan operasi matematis, manipulasi data, tugas-tugas
diagnosis serta melakukan komunikasi dengan perangkat lain. Memori merupakan
bagian dari CPU PLC yang merupakan tempat data serta program yang disimpan
dan dieksekusi oleh prosesor.
C. Modul masukkan dan modul keluaran
Modul masukan dan modul keluaran merupakan penghubung atau perantara PLC
dengan perangkat keras masukkan dan perangkat keras keluaran. Modul masukkan
dan keluaran berfungsi untuk mengkonversi atau mengubah sinyal-sinyal
masukkan dari perangkat keras masukan kesinyal-sinyal yang sesuai dengan
tegangan kerja CPU PLC.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
D. Perangkat pemrograman (Programming Device)
Perangkat program PLC merupakan alat untuk membuat dan mengedit program
yang ada didalam PLC. Ada dua program yang bisa digunakan yaitu melalui
komputer dan program manual yang biasa disebut konsol (console).
2.9.1. PLC M221
PLC M221 merupakan pengontrol sistem yang akan digunakan pada tugas akhir ini
dan merupakan pruduk dari PLC schneider electric. Tipe PLC yang akan digunakan adalah
PLC Modicon M221 tipe TM221CE40R. Didalam PLC M221 ini terdapat 40 port I\O
dimana 24 port input dan 16 port output. Untuk input PLC M221 ini berupa sensor baik
diskret, numeric maupun analog, atau saklar pushbotton.
Gambar 2.15. Bagian PLC modicon M221 tipe TM221CE40R
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
Keterangan bagian PLC M221 tipe TM221CE40R
1. Status LED
2. Output removable terminal block
3. Clip-on lock for 35 mm (1.38 in.) top hat section rail (DIN-rail)
4. Ethernet port / RJ45 connector
5. 100...240 Vac power supply
6. USB mini-B programming port / For terminal connection to a programming PC
(SoMachine Basic)
7. Serial line port 1 / RJ45 connector (RS-232 or RS-485)
8. SD Card slot
9. 2 analog inputs
10. Run/Stop switch
11. Input removable terminal block
12. I/O expansion connector
13. Cartridge slot 1
14. Cartridge slot 2
15. Protective cover (SD Card slot, Run/Stop switch and USB mini-B programming port)
16. Locking hook
17. Removable analog inputs cover
18. Battery holder
Pada PLC M221 juga terdapat 3 jenis memori yang dapat digunakan sesuai dengan
fungsinya masing-masing yaitu:
a. Memori bit
Memori bit atau dilambangkan dengan %M merupakan memori yang hanya dapat
bernilai 0 dan 1, memori ini terdapat sebanyak 1024 bit.
b. Memori word
Memori word atau dilambangkan dengan %MW merupakan memori yang nilainya
dapat berubah-ubah ketika program dijalankan. Memori ini biasanya digunakan untuk
operasi counter, memori ini terdapat sebanyak 8000 word.
c. Konstanta word
Konstanta word atau dilambangkan dengan %KW merupakan memori yang
digunakan untuk menyimpan konstanta nilai tertentu dan tidak dapat berubah ketika
program dijalankan, memori ini terdapat sebanyak 512 word.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
2.9.2. Diagram Ladder
Didalam PLC M221, ada dua cara untuk memberikan perintah untuk menjalankan
kehendak yang dibutuhkan. PLC biasanya memakai leader diagram untuk perangkat lunak
yang dibutuhkan. Untuk PLC M221 perangkat lunak yang digunakan untuk pemrograman
yaitu SoMachine Basic. Pada perangkat software ini terdapat dua bahasa pemrograman,
yaitu: IL (Instruction List) dan LD (Leader Diagram). Ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan dalam pemrograman PLC menggunakan ladder diagram:
a. Program dibaca dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah.
b. Rung tidak boleh diakhiri tanpa output.
c. Output (coil) dan input (contact) ditampilkan dalam kondisi normal.
d. Input/output diidentifikasi dengan alamat.
Pada ladder diagram terdapat normal contact yang mengacu pada konsep NO
(Normally Open) dan NC (Normally Closed) dari relay contact, terdapat pada gambar 2.15
dan 2.16.
a. Normally Open (NO)
Contact ini menandakan keadaan relay yang dalam keadaan normalnya dalam posisi
terbuka, dan akan terhubung jika relay mendapat tegangan.
Gambar 2.16. Simbol NO
b. Normally Closed (NC)
Contact ini menandakan keadaan relay yang dalam keadaan normalnya dalam posisi
terhubung, dan akan terbuka jika relay mendapat tegangan.
Gambar 2.17. Simbol NC
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
2.9.3. Fungsi-fungsi Logika Dasar
Pada programmable logic controller terdapat intruksi-instruksi dasar yang banyak
digunakan dalam penyusunan diagram ladder. Instruksi-intruksi yang ada akan membentuk
suatu eksekusi diantara lain:
A. Logika AND
Logika AND merupakan kondisi dimana kedua saklar terhubung secara seri dan
kedua saklar harus tertutup untuk menghasilkan keluaran, bentuk ladder terdapat pada
gambar 2.18.
Gambar 2.18. Ladder diagram logika AND
B. Logika OR
Logika OR merupakan kondisi dimana kedua saklar terhubung secara pararel
dan cukup satu saklar yang tertutup sudah bisa menghasilkan keluaran, bentuk ladder
terdapat pada gambar 2.19.
Gambar 2.19 Ladder diagram logika OR
C. Logika NOT
Logika NOT merupakan kondisi dimana sebuah saklar dalam kondisi normal
menghasilkan keluaran, dan akan terbuka apabila mendapat sebuah masukan, bentuk
ladder terdapat pada gambar 2.20.
Gambar 2.20. Ladder diagram logika NOT
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
D. Logika NAND
Logika NAND merupakan kondisi dimana kedua saklar NOT terhubung secara
seri dan apabila kedua saklar dalam kondisi normal maka akan menghasilkan keluaran,
bentuk ladder terdapat pada gambar 2.21.
Gambar 2.21. Ladder diagram logika NAND
E. Logika NOR
Logika NOR merupakan kondisi dimana kedua saklar NOT terhubung secara
pararel dan hanya keadaan dimana kedua saklar mendapat masukan tidak dapat
menghasilkan keluaran, bentuk ladder terdapat pada gambar 2.22.
Gambar 2.22. Ladder diagram logika NOR
F. Logika XOR
Logika XOR merupakan kondisi dimana empat buah kombinasi saklar NC dan
NO yang terhubung secara seri dan pararel. Dimana akan menghasilkan keluaran jika
salah satu dari kedua input bernilai 1, bentuk ladder terdapat pada gambar 2.23.
Gambar 2.23. Ladder diagram logika XOR
2.10. SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition)
SCADA merupakan sistem yang dapat melakukan pengawasan, pengendalian, dan
akuisisi data terhadap sebuah plant. Adanya jarak yang jauh antara plant dengan operator
menjadi alasan dibutuhkannya sebuah sistem SCADA yang dilengkapi dengan peralatan
komunikasi yang memadai. Menurut NIST (National Institute of Standards and
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Technology), sistem SCADA banyak digunakan pada sistem terdistribusi seperti: sistem
distribusi air dan penampungan limbah air, saluran pipa minyak dan gas, transmisi dan
distribusi jaringan listrik, dan sistem transportasi kereta api. Sistem SCADA sederhana dapat
dilihat pada gambar 2.24.
Gambar 2.24. Skema sistem SCADA sederhana dalam pengendalian sistem
2.10.1. Arsitektur Sistem SCADA
Pada sebuah sistem SCADA terdapat 6 bagian utama supaya sistem dapat bekerja
dengan baik yaitu:
1. Operator
Operator merupakan orang yang mengawasi sistem SCADA dan melakukan fungsi
supervisory control untuk operasi plant jarak jauh.
2. Human Machine Interfaces (HMI)
HMI menampilkan data untuk operator dan menyediakan input kontrol bagi
operator dalam berbagai bentuk seperti grafik, skematik, jendela, menu pull-down,
dan tombol.
3. Master Terminal Unit (MTU)
MTU merupakan unit master pada arsitektur master/slave, MTU berfungsi
menampilkan data pada operator melalui HMI, mengumpulkan data dari plant yang
jauh, dan mengirim sinyal kontrol ke plant yang berjauhan.
INPUT
DEVICE
OUTPUT
DEVICE
PC dan
SCADA
PLC
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
4. Communication System
Sistem komunikasi antara MTU dengan RTU ataupun antara RTU dengan field
device dapat berupa :
a. Komunikasi serial (RS232, RS422, RS485)
b. Ethernet
c. Jaringan telepon tetap
d. Leased lines
e. Internet
f. Wireless (wireless LAN, GSM network, modem radio)
5. Remote Terminal Unit (RTU)
RTU merupakan unit slave pada arsitektur master/slave. RTU mengirimkan sinyal
kontrol pada plant yang dikendalikan, mengambil data dari plant, dan mengirim
data ke MTU.
6. Field Device
Field device merupakan plant di lapangan yang terdiri dari berbagai sensor dan
aktuator. Nilai sensor dan aktuator inilah yang diawasi dan dikendalikan supaya
plant dapat berjalan sesuai dengan keinginan pengguna.
2.10.2. Wonderware Intouch
Salah satu paket SCADA yang beredar di pasaran ialah Wonderware. Software utama
yang mendasari keseluruhan program SCADA adalah Wonderware InTouch. Pada dasarnya,
InTouch adalah software Human Machine Interface yang juga dilengkapi dengan fitur dasar
SCADA.
Untuk menggunakan Wonderware InTouch, ada tiga komponen penyusun utama yang
harus diketahui yaitu:
a) InTouch Application Manager yaitu berfungsi untuk mengorganisasikan aplikasi
yang akan dibuat. Masing-masing aplikasi akan dibuatkan directory tersendiri
untuk menyimpan semua file yang berhubungan.
b) InTouch WindowMaker ialah suatu development environment dari InTouch.
Dengan WindowMaker dapat membuat halaman – halaman Human Machine
Interface (HMI) dengan grafik yang object-oriented untuk menciptakan layer
tampilan yang dapat bergerak dan dapat menerima masukan dari pengguna.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
c) InTouch WindowViewer adalah suatu run-time environment yang dapat
menampilkan layer grafik yang telah dibuat pada WindowMaker. Layer tersebut
menampilkan hasil eksekusi dari InTouch QuickScripts yang digunakan saat
pemrograman awal.
Secara umum, ada 3 langkah dasar yang perlu dilakukan untuk membuat suatu
aplikasi pada Wonderware InTouch, yaitu:
a. Menggambar (darwing)
b. Inisialisasi tagname
c. Menggerakkan (animating)
Pada bagian ini akan dibahas khusus tentang cara menggerakkan objek-objek yang
sudah digambar dan diberi tagname pada bagian sebelumnya. Peran script tentunya sangat
penting untuk proses animasi ini.
A. Macam-macam Script
Pemrograman pada Wonderware InTouch menggunakan InTouch Quick Script.
Tipe script ini relative mudah digunakan karena memanfaatkan struktur high level
language (seperti pada Bahasa pemrograman Pascal) yang telah disederhanakan
sehingga orang awam yang bukan programmer juga dapat memprogram Wonderware
InTouch. Ada banyak cara untuk meletakkan script pada aplikasi, seperti:
1. Application. Script jenis ini digunakan untuk memprogram keseluruhan
window yang ada pada aplikasi.
2. Key. Script yang akan dilakukan saat tombol keyboard tertentu ditekan.
3. Condition. Script yang akan dikerjakan jika terjadi kondisi tertentu dari suatu
tagname, kondisi dinyatakan dalam ekspresi tertentu.
4. Data Change. Script yang akan dieksekusi jika terjadi perubahan nilai pada
tagname tertentu.
B. Animasi
Animasi adalah proses memberi “nyawa” dari objek-objek yang telah digambar dan
diberi tagname. Animasi ini penting karena akan sangat mempermudah operator dalam
memahami, mengawasi, dan mengendalikan proses-proses yang terjadi pada plant. Cara
yang mudah untuk memberikan efek animasi pada gambar ialah dengan melakukan klik
kiri objek dua kali atau meng-klik kanan dan memilih Animation Link.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
Animation Link sendiri terdiri dari 2 bagian besar: Touch Link dan Display Link.
Touch Link digunakan untuk mengatur interaksi antara operator dengan program,
sedangkan display link digunakan untuk mengatur animasi pada tampilan objek.
Terdapat 4 jenis animasi yang akan dibahas, yaitu:
a) Animasi Diskrit
Animasi yang paling mudah dilakukan ialah animasi diskrit, yang berarti hanya ada
dua kondisi dari objek yang dimanipulasi. Misalnya, warna isi objek berpindah dari merah
ke hijau dan sebaliknya. Peralatan yang statusnya dapat ditampilkan (maupun diubah)
dengan jenis animasi ini tentunya juga peralatan diskrit (contoh: tombol, status on-off
motor, limit switch). Berikut ini pembahasan fitur yang berhubungan dengan animasi
diskrit.
Display Link-Fill Color berguna untuk memberi warna objek berdasarkan dua
kondisi yaitu True (1) dan False (0) dari ekspresi yang digunakan. Kotak Expression bisa
diisi dengan Tagname atau rumus logika tertentu yang memiliki kondisi discrete.
Pada fitur Line Color prinsip kerjanya sama dengan fill color hanya saja line color
yang berubah-ubah adalah garis pembatas objek, bukan isinya. Demikian juga halnya
dengan fitur Text Color, dimana yang berubah-ubah adalah warna teksnya.
Display Link-Miscellanous terdiri dari Blink (untuk mengatur efek kedipan),
visibility (untuk membantu proses animasi dan security), serta disable (untuk kepentingan
security).
Display Link-Visibility digunakan untuk menampilkan atau menghilangkan suatu
objek berdasarkan nilai pada expression. Visibility state mengatur apakah objek akan
tampil (on) atau hilang (off) saat nilai pada expression benar.
b) Animasi Analog
Animasi analog ialah animasi yang dilakukan dalam suatu range nilai tertentu.
Jangkauannya jauh lebih luas daripada animasi diskrit. Peralatan yang ditampilkan
kondisinya ataupun diubah statusnya ialah peralatan analog (contoh: potensiometer,
pengaturan kecepatan motor, sensor suhu analog). Contoh animasi analog misalnya ialah
animasi gerakan barang dari satu tempat ke tempat lain pada conveyor.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
Display Link-Percent Fill-Vertical digunakan untuk mengisi objek secara vertikal
berdasarkan expression yang diberikan. Berikut ini beberapa isian yang perlu diberikan:
a. Parameter: nilai saat berada pada posisi terendah (Value at Min Fill) dan tertinggi
(Value at Max Fill).
b. Persentase isian objek ditentukan oleh Min dan Max % Fill.
c. Warna latar pengisian (background color) dan arah pengisian (direction) dapat
diatur.
Display Link-Location-Horizontal digunakan untuk menggerakkan objek secara
horizontal. Isian-isian yang perlu diberikan:
a. Besar pergerakan sesuai dengan nilai pada expression.
b. Value mendefinisikan nilai pada posisi paling kiri (At Left End) dan kanan (At Right
End).
c. Horizontal Movement digunakan untuk mendefinisikan jauh dekatnya gerakan
objek.
Display Link-Object Size (Height) digunakan untuk mengubah besarnya ukuran
ketinggian objek berdasarkan nilai yang diberikan. Anchor dipakai untuk menentukan
dari mana objek tersebut mulai berada.
c. Value Display
Value Display ialah fitur untuk menampilkan nilai/kondisi suatu instrument (misal:
sensor suhu, status nyala mati motor) ataupun nama operator pada aplikasi
Wonderware InTouch. Hal ini tentu sangat membantu operator dalam mengamati
berbagai peralatan dan proses yang terjadi pada plant, untuk mewujudkan hal di atas
digunakan link berikut.
Display Link-Value Display digunakan untuk menampilkan nilai suatu tagname di
layar, dengan keterangan:
a. Discrete: untuk objek tipe diskrit (0 atau 1)
b. Analog: untuk objek tipe analog (berupa range)
c. String: untuk objek berupa huruf (misal: nama operator)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
d. User Input
Dengan InTouch juga dapat dibuat suatu fitur user input, dimana pengguna dapat
memasukkan input pada program untuk melakukan suatu aksi tertentu pada plant. Berikut
ini fitur-fitur yang berguna.
Pada kelompok fitur Touch Links terdapat fitur User Input yang terdiri dari:
a. Discrete: untuk inputan bilangan diskrit
b. Analog: untuk inputan bilangan analog (misal: penentuan kecepatan, posisi, suhu
yang diinginkan)
c. String: untuk inputan huruf (misal: untuk pembuatan fasilitas password)
User Input-Discrete berguna untuk memberikan input nilai diskrit tertentu (0 atau
1) dari Tagname atau hasil yang terdapat pada expression. Sedangkan Msg to user, Set
Prompt, Reset Prompt berguna untuk mengatur tampilan window yang muncul saat area
diskrit ditekan.
Slider-Horizontal berguna untuk memberikan nilai analog dengan menggeser
slider kearah horizontal, berikut isian-isian yang harus diberikan:
a. At left dan At right berisi minimal dan maksimal pada objek
b. Jarak pergeseran dapat diatur dengan mengubah nilai pada Toleft dan To right
c. Reference location menunjukkan lokasi awal sebelum slider digeser
Touch Pushbutton-Discrete Value biasanya digunakan dalam penekanan tombol.
Saat tombol ditekan, hasilnya bisa nyala atau mati berdasarkan Action:
a. Direct: memberi kondisi on sesaat (push-on)
b. Reserve: memberi kondisi off sesaat (push-off)
c. Toggle: memberi kondisi on-of bergantian jika tombol ditekan lebih dari satu kali
d. Set: memberi kondisi on terus menerus
e. Reset: memberi kondisi off terus menerus
2.11. Komunikasi via Ethernet
Komunikasi ethernet merupakan salah satu jenis komunikasi yang sering ditemui
saat ini. Komunikasi ethernet menggunakan media kabel berupa kabel UTP (Unshielded
Twisted Pair) yang tiap ujungnya terdapat konektor RJ45. Kabel UTP biasanya digunakan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
sebagai media transfer data dalam sebuah jaringan LAN (Local Area Network). Dengan
menggunakan kabel utp, maka dapat menghubungkan setiap jaringan komputer, server,
router, switch, akses point dan lainnya sehingga menjadi sebuah jaringan yang disebut Local
Area Network (LAN).
Kelebihan Kabel Jaringan UTP (Unshielded Twisted Pair):
a. Harga kabel jaringan UTP (Unshielded Twisted Pair) terbilang murah dibandingkan
kabel jaringan lainnya.
b. Instalasi atau pemasangan kabel jaringan UTP (Unshielded Twisted Pair) terbilang
mudah.
c. Pemeliharaan kabel jaringan UTP (Unshielded Twisted Pair) terkenal mudah.
d. Ukuran konektor dan kabel jaringan UTP relatif kecil (diameter = 0,43 cm)
sehingga terbilang fleksibel dan mempermudah dalam membuat saluran kabel.
e. Kerusakan yang terjadi pada salah satu saluran kabel jaringan UTP (Unshielded
Twisted Pair) tidak akan mengganggu jaringan secara keseluruhan.
Kekurangan Kabel Jaringan UTP (Unshielded Twisted Pair):
a. Kabel jaringan UTP rentan terhadap efek interferensi elektromagnetic yang berasal
dari media atau perangkat lain.
b. Jarak jangkauan kabel jaringan UTP hanya 100 meter sehingga sangat terbatas dan
kalah jika dibandingkan dengan kabel jaringan jenis Coaxial (500 meter).
c. Adanya kemungkinan dapat dengan mudah disadap.
d. Beberapa kalangan banyak yang mengeluhkan transmisi data dari kabel jaringan
UTP cenderung lambat.
e. Diperlukan perangkat tambahan berupa pipa plastik atau pipa alumunium dalam
instalasinya demi memaksimalkan fungsi kabel jaringan UTP.
2.12. Wonderware MODBUS Ethernet I/O Server (MBENET)
MBENET adalah program aplikasi Microsoft Windows yang memungkinkan akses
data di PLC Modicon melalui jaringan Ethernet. Server hanya memerlukan kartu jaringan
Ethernet 10BaseT standar untuk mengakses jaringan Ethernet.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
Protokol komunikasi menangani elemen data dalam percakapan yang
menggunakan konvensi penamaan tiga bagian yang mencakup nama aplikasi (application
name), nama topic (Topic Name), dan nama item (Item Name).
a. Application Name
Merupakan nama program Windows (server) yang akan mengakses elemen data.
Dalam kasus data yang datang dari atau pergi ke peralatan Modicon melalui
server ini, bagian aplikasi dari alamat adalah MBENET.
b. Topic Name
Merupakan Nama yang berarti dikonfigurasi di server untuk mengidentifikasi
perangkat tertentu. Nama-nama ini kemudian digunakan sebagai nama topik
dalam semua percakapan ke perangkat itu. Misalnya, PLC209.
c. Item Name
Merupakan elemen data spesifik dalam topik yang ditentukan. Server
mendukung nama item / point yang konsisten dengan konvensi penamaan point
yang digunakan oleh PLC Modicon. Server memungkinkan pengguna memilih
Slave Type saat pengguna mengkonfigurasi definisi topik untuk PLC. Gambar
2.25 berisi rentang Alamat PLC yang didukung oleh MBENET.
Gambar 2.25. Tipe PLC dan rentang alamat yang didukung MBENET
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
BAB III
PERANCANGAN PENELITIAN
Pada bab ini akan menjelaskan alur perancangan SCADA untuk sistem penyortiran
bola berdasarkan warna berbasis PLC M221 ini diperlukan beberapa alat dan bahan yang
menunjang pembuatannya. Selain pembuatan perangkat keras (Hardware) yang berwujud
konveyor beserta pengendalinya juga diperlukan pembuatan program (Software) yang akan
dimasukkan ke dalam PLC sebagai pengendali konveyor dan juga SCADA sebagai
monitoring sistem. Alat yang akan dibuat ini akan menyortir bola sesuai warna yang telah
ditentukan yaitu merah, biru, dan hijau. Pertama-tama bola berada dalam tempat penampung
kemudian bola akan turun ketika motor berputar kearah konveyor. Ketika bola keluar dari
tempat penampung dan berada diatas konveyor, bola akan berjalan menuju sensor untuk
diketahui warnanya. Setelah bola sudah diketahui warnanya maka palang pemisah akan
turun sesuai warna bola untuk memasukkan bola kedalam wadah yang sudah disediakan.
Setalah bola sudah masuk kedalam wadah yang sudah di siapkan palang pemisah akan naik
kembali pada posisi semula. Perencanaan alat keseluruhan seperti pada gambar 3.1
Gambar 3.1 Ilustrasi sistem penyortiran berdasarkan warna berbasis PLC M221
2
10
3
7
1
6
13
16
11
12
4
8
5
9
14
4 15
4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Berikut merupakan keterangn bagian – bagian dari sistem penyortiran bola berdasarkan
warna berbasis PLC M221 yang terdapat pada tabel 3.1
Tabel 3.1. Keterangan bagian-bagian sistem penyortiran bola berdasarkan warna berbasis
PLC M221
No Keterangan Fungsi
1 Sensor TCS 3200 Mensensing warna bola yang lewat
2 Motor DC 1 Sebagai penggerak conveyor
3 Motor DC 2 Sebagai penggerak palang pemisah bola 1
4 Motor DC 3 Sebagai penggerak palang pemisah bola 2
5 Motor DC 4 Sebagai penggerak palang pemisah bola 3
6 Motor DC 5 Sebagai penggerak motor pemilah bola satu persatu
7 Limit switch 1 Sebagai pembatas palang pemisah bola 1 saat turun
8 Limit switch 2 Sebagai pembatas palang pemisah bola 2 saat turun
9 Limit switch 3 Sebagai pembatas palang pemisah bola 3 saat turun
10 Limit switch 4 Sebagai pembatas putaran motor pemilah boal satu persatu
11 Push Botton ON Menjalankan sistem secara manual
12 Push Botton OFF Menghentikan sistem secara manual
13 Buzzer Sebagai indikator bahwa tempat penampung sudah penuh
14 LED 1 Sebagai lampu indikator tempat penampung 1 sudah penuh
15 LED 2 Sebagai lampu indikator tempat penampung 2 sudah penuh
16 LED 3 Sebagai lampu indikator tempat penampung 3 sudah penuh
3.1. Perancangan Perangkat Keras Mekanis
Perancangan perangkat keras ini akan membahas mengenai dimensi dari alat yang
dirancang mulai dari proses penurunan bola secara satu persatu, conveyor serta palang
pemisah bola sesuai warna.
3.1.1. Perancangan Penurunan Bola Secara Satu Persatu
Pada perancangan ini merupakan bagian paling pertama untuk mekanisme bola
turun secara satu persatu dan jatuh keatas konveyor. Pada proses ini motor DC digunakan
sebagai penggerak putaran motor yang akan memutar bola sehingga membuat bola turun
satu persatu dengan pembatas putaran motor dibatasi oleh limit switch. Setelah bola turun
keatas konveyor motor penggerak untuk proses penurun bola akan berhenti. Bola yang
turun kemudian diproses dan dimasukkan kedalam wadah yang sudah disiapkan. Ketika
proses itu selesai motor penggerak bola turun akan bekerja kembali. Mekanisme penurunan
bola secara satu persatu dapat dilihat gambar 3.2.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
Gambar 3.2. Desain sistem bola turun satu persatu
Pada Gambar 3.2 menunjukkan lebih detail bagian-bagian pada proses penurunan
bola secara satu persatu. Pada bagian tempat penampung kapasitas yang diberikan sebesar
2kg untuk menampung semua bola yang berwarna hijau merah dan biru. Untuk diameter
bola sendiri adalah 5cm dan diameter pada lingkaran berkisar antara 10 cm. Sedangkan
untuk dimensi tempat penampung 15x15 cm untuk bagian atas dan 10x10 cm bagian bawah.
3.1.2. Perancangan Conveyor
Pada perancangan ini konveyor digunakan untuk membawa bola menuju sensor dan
sistem pemisah bola. Conveyor tidak hanya bekerja ketika tombol ON dan OFF ditekan akan
tetapi conveyor juga akan berhenti pada saat bola memasuki bagian pembaca sensor warna
dan akan berjalan pada saat bola sudah diketahui warnanya dan dikirim ke PLC. Conveyor
ini akan digerakkan oleh motor DC yang dikendalikan oleh PLC M221 sebagai kontrolernya.
Untuk ukuran konveyor dapat dilihat pada gambar 3.3.
Gambar 3.3. Desain Konveyor
Tempat penampung
Motor DC
Lingkaran 1
Limit Switch
Pipa
Bola
Lingkaran 2
20 CM
80 CM
30 CM
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
3.1.3. Perancangan Palang Pemisah Bola
Pada sistem ini terdapat 3 buah palang pemisah bola sesuai dengan warna yang
diminta. Palang pemisah bola ini memiliki panjang 20cm dan mempunyai lebar 5cm. setiap
palang pemisah bola akan diletakkan motor DC dan limit switch. Motor DC berfungsi untuk
menggerakkan palang pemisah bola naik dan turun, sedangkan limit switch berfungsi untuk
mengatur batas ketika palang pemisah akan turun. Palang pemisah ini akan bekerja ketika
bola sudah melewati pembaca sensor warna dan warna bola itu sudah terdeteksi dan
kemudian palang pemisah akan turun sesuai dengan warna bola dan akan naik lagi setelah 5
detik. perancangan palang pemisah bola dapat dilihat pada gambar 3.4.
Gambar 3.4. Desain palang pemisah bola
3.2. Blok Diagram Sistem
Blok diagram gambar 3.5 ini merupakan penjelasan dari gambar 1.1. Gambar 3.5
merupakan blok diagram dari “sistem penyortiran bola berdasarkan warna berbasis PLC
M221” yang terdiri dari PLC M221 sebagai pengendali, sensor TCS 3200, Arduino UNO,
limit switch, dan HMI sebagai interface. Buzzer, LED, dan motor DC sebagai output, Relay
berfungsi untuk melindungi motor DC dari kelebihan tegangan dan hubung singkat serta
sebagai pembalik putaran arah motor. Arduino digunakan untuk mengubah data sensor TCS
3200 yang keluarannya berupa nilai frekuensi ke tegangan analog dan juga mengirimkannya
ke PLC. PLC berfungsi untuk mengolah data yang diperolah dari arduino dan sensor limit
switch yang menyebabkan tampilan Human Machine Interface (HMI) seperti animasi pada
HMI yang sama dengan proses yang terjadi, contohnya ketika bola berjalan diatas conveyor
maka pada HMI juga bola akan berjalan, dan ketika palang pemisah bola bergerak keatas
atau ke bawah maka HMI yang tertampil akan juga seperti itu.
Motor DC
Limit Switch
Turun
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Via Ethernet
Gambar 3.5. Blok diagram dari sistem penyortiran bola berdasarkan warna berbasis PLC
M221
Sistem ini bekerja ketika push botton ON ditekan kemudian bola berjalan melewati
sensor TCS 3200 yang menyebabkan palang pemisah bola turun dan menutup jalannya bola
sesuai warna, dan palang pintu akan naik setelah timer selama 5 detik dan pada saat itu juga
bola sudah masuk ke wadah yang sudah disediakan. Sistem akan berhenti ketika tombol push
botton OFF ditekan maka semua proses akan terhenti.
PLC
M221
TCS
3200
Arduino
UNO
Limit swich 1
Limit swich 2
Limit swich 3
Limit swich 4
LED 1
Buzzer
LED 2
Motor DC
pemisah bola
1 Motor DC
pemisah bola
2 Motor DC
pemisah bola
3 Motor DC
pemilah bola
turun
R
E
L
A
Y
RELAY
HMI
Push Botton
ON Push Botton
OFF
Motor DC
konveyor RELAY
LED 3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
3.3. Perancangan Perangkat Keras Elektronis
3.3.1. Rangkaian Sensor Warna
sistem penyortiran berdasarkan warna ini menggunakan sensor warna TCS 3200
untuk memilah warna bola dan kemudian data yang diambil dari sensor tcs3200 akan diolah
dalam arduino UNO kemudian dikirimkan ke dalam PLC M221. Data yang diambil oleh
sensor warna ada 3 warna yaitu merah, biru dan hijau.
Gambar 3.6. Rangkaian sensor warna
Tabel 3.2. Keterangan koneksi pin yang masuk pada arduino
No Pin sensor warna tcs3200 Pin arduino
1 S0 7
2 S1 8
3 S2 9
4 S3 10
5 OE -
6 OUT 11
7 VCC 5V
8 GROUND GROUND
Tabel 3.3. Keterangan koneksi pin yang masuk pada arduino
No Pin LED COMMON CATHODE Pin arduino
1 Red 1
2 Green 2
3 Blue 4
4 GROUND GROUND
RGB LED
COMMON
CATHODE
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
3.3.2. Data Range Warna Dan Keluaran Arduino Ke PLC
Tabel 3.4. Tabel range warna
No Warna Bola Hasil RGB
Merah Hijau Biru
1 9000(Hz) –
9200(Hz)
14000(Hz) –
14500(Hz)
18500(Hz) –
19000(Hz)
R
2 22000(Hz) –
22200(Hz)
8000(Hz) –
8500(Hz)
9000(Hz) –
9500(Hz)
G
3 17500(Hz) –
18000(Hz)
9000(Hz) –
9500(Hz)
4500(Hz) –
5000(Hz)
B
Sensor TCS3200 merupakan sensor yang mengubah warna sebuah benda menjadi
frekuensi yang nantinya diolah dalam arduino uno. Pada tabel 3.4 telah dilakukan percobaan
awal dan diperoleh range warna frekuensi yang dihasilkan berbeda-beda untuk warna merah,
hijau dan juga biru.
Gambar 3.7. Output arduino ke input PLC
Pada output arduino uno tegangan maksilmal yang dihasilkan sebesar 0V-5V
sedangkan untuk tegangan input analog PLC yang diterima sebesar 0V-10V. Akan tetapi
nilai yang terbaca pada PLC berupa decimal dari 0-1000. Untuk tiap output pada arduino
yang akan diatur dan juga input analog yang akan masuk pada PLC dapat dilihat pada tabel
3.5 untuk konversi nilai ADC serta pada gambar 3.7 grafik karakteristik input analog PLC
Tabel 3.5. tabel konversi nilai ADC
Konversi
nilai ADC
Warna Bola
Merah Hijau biru Warna lain
Tegangan 5V 3,7V 2,4V 1V
Decimal 500 370 240 100
Rumus
persaman grafik
Y = 100 x
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
3.3.3. Rangkaian Arduino Ke PLC M221
Gambar 3.8. Rangkaian komunikasi antara arduino dan PLC M221
Pada proses pengerjaan sistem pembaca warna Arduino akan membaca warna bola
dan akan dikirimkan ke PLC. Data yang akan dikirimkan dari arduino ke PLC berupa data
tegangan analog yang sebelumnya berupa frekuensi warna. Untuk wiring komunikasi antara
Arduino dan PLC M221 ada juga penambahan capasitor 330uF untuk pembangkit frekuensi
dan juga menyimpan tegangan output pada arduino dapat dilihat pada gambar 3.7. dengan
kaki pin 3 pada arduino disambungkan pada input analog PLC (+) dan dan ground pada
arduino disambungkan pada Input analog PLC (-). Data dari arduino akan disimpan pada
%IW0.0 pada memori yang ada PLC.
3.4. Rangkaian PLC
Rangkaian PLC yang akan dibuat berupa rangkaian input dan rangkaian output
yang akan dikontrol oleh PLC M221 dan juga ada rangkaian komunikasi antara PLC arduino
untuk mengirim dan menerima data.
3.4.1. Rangkaian Input PLC
Pada proses penyortiran bola berdasarkan warna ini dibutuhkan beberapa input
tambahan seperti push botton. Tombol push botton yang digunakan ada dua yakni push
botton ON dan push botton OFF. selain ada push botton input pada PLC ada juga limit switch
sebagai batasan arah putaran motor. limit switch yang dipakai untuk input PLC ada 4 buah
limit switch. Pada input PLC ini sendiri diberikan power suplay sebesar 24V yang nantinya
akan masuk pada COM yang ada PLC.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
Gambar 3.9. Rangkaian input PLC
3.4.2. Rangkaian Output PLC
Rangakain output yang akan dibuat pada PLC ada beberapa rangkaian seperti
rangkaian untuk palang pemisah bola, konveyor, buzzer dan juga LED. Dalam pengendali
palang pemisah bola terdapat perangkat utama sebagai penggerak utama yaitu motor DC.
Motor DC ini sebagai penggerak palang pemisah bola ketika bola melewati sensor warna
palang pemisah bola akan turun kemudian memasukkan bola kedalam wadah yang sudah
disediakan setelah itu palang pemisah akan naik lagi dengan cara mengubah arah putaran
menjadi CW (clokwise) atau CCW (counter clokwise). Pada rangkaian ini prinsip kerja untuk
mengubah arah putaran motor adalah dengan mengubah polaritas dari sumber tegangan pada
motor, rangkaian dapat lihat pada gambar 3.9.
Gambar 3.10. Rangkaian palang pemisah bola 1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
Selain sebegai penggerak pada palang pemisah bola motor DC juga dipakai untuk
menggerakan konveoyer. Untuk menggerakan konveyor daya yang diberikan untuk
menghidupkan motor konveyor sebesar 12V. Rangkaian output motor DC konveyor dapat
dilihat pada gambar 3.10
Gambar 3.11. Rangkaian konveyor
Tidak hanya berupa motor DC yang digunakan untuk keluaran dari PLC M221,
melainkan ada juga Buzzer yang digunakan untuk menandakan bahwa tempat penampung
bola sudah terisi penuh (10 bola). Untuk rangkaian Buzzer ini dapat dilihat pada gambar
3.11.
Gambar 3.12. Rangkaian buzzer
Sebagai indikator tambahan ketika wadah penampung bola sudah penuh adalah
LED. LED disini berfungsi sebegai indikator wadah berapa yang sudah penuh agar bisa
mempermudah operator untuk mengganti wadah yang sudah penuh. Nantinya ada 3 buah led
yang akan dipakai sebagai indikator pada wadah bola sesuai jumlah wadah yang sudah
disediakan. Pada rangkaian LED ini arus maksimum yang boleh dilewati led adalah sebesar
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
30mA dan tegangan kerja led merah adalah 1.7V – 2.1V berdasarkan pada persamaan 2.1
maka dapat dihitung nilai resistor yang diperlukan supaya tidak terjadi arus lebih dan
terbakar pada led.
R = (VS – VL) / I
R= (12V – 1,8V) / 0,02A
R= 10,2V / 0,02A
R= 510 Ω
Rangkaian LED ini dapat dilihat pada gambar 3.12.
Gambar 3.13. Rangkaian LED RED
3.5. Perancangan Programmable Logic Controller (PLC)
Pada sistem ini PLC yang digunakan sebagai pusat control adalah Schneider yang
memiliki 40 port I/O dengan input sebanyak 24 port dan output sebanyak 16 port. Sistem ini
menggunakan 6 port input dan 12 port output yang sudah diatur pada tabel 3.2 dan tabel 3.3.
Perancangan wiring ini untuk memudahkan operator dalam proses perancangan hardware
nantinya serta mempercepat proses apabila terjadi kesalahan ketika sistem sedang bekerja
dan memudahkan operator juga dalam proses maintenance.
Tabel 3.6. Alamat input pada PLC
No Alamat Input Komponen atau Alat
1 %I0.0 Push Botton ON
2 %I0.1 Push Botton OFF
3 %I0.2 Limit Switch 1
4 %I0.3 Limit Switch 2
5 %I0.4 Limit Switch 3
6 %I0.5 Limit Switch 4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
Tabel 3.7. Alamat output pada PLC
No Alamat Output Komponen atau Alat
1 %Q0.0 Motor DC 12V (conveyor)
2 %Q0.1 Motor DC 12V (palang pemisah 1) naik
3 %Q0.2 Motor DC 12V (palang pemisah 1) turun
4 %Q0.3 Motor DC 12V (palang pemisah 2) naik
5 %Q0.4 Motor DC 12V (palang pemisah 2) turun
6 %Q0.5 Motor DC 12V (palang pemisah 3) naik
7 %Q0.6 Motor DC 12V (palang pemisah 3) turun
8 %Q0.7 Motor DC 12V (pemilah bola turun)
9 %Q0.8 Buzzer
10 %Q0.9 LED 1
11 %Q0.10 LED 2
12 %Q0.11 LED 3
3.6. Perancangan Software HMI
Pada rancangan alat menggunakan tampilan untuk melihat proses pemisah bola dan
jumlah bola yang sudah masuk kedalam tempat penampung yang dikerluarkan oleh monitor
dengan menggunakan salah satu software wonderwar InTouch. Wonderware intouch ini
dihubungkan dengan PLC M221 melalui kabel USB yang dihubungkan ke CPU. Dalam
pembuatan SCADA untuk sistem penyortiran bola berdasarkan warna ini akan dibuatkan
beberapa layer seperti layer untuk tampilan awal dan layer untuk tampilan HMI. Semua
perancangan SCADA sistem ini nantinya akan ada beberapa animasi pada layer tampilan
HMI yang dibuatkan agar mempermudah operator dalam proses monitoring sistem
penyortiran tersebut.
Gambar 3.14. Tampilan awal
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Pada gambar 3.14 layer pertama dari HMI ini akan muncul tampilan awal
pengantar sebelum masuk ke dalam layer utama yang akan menampilkan semua proses
pengerjaan pada sistem ini. Untuk tampilan awal ini tidak ada animasi yang akan diberikan
akan tetapi ada 2 tombol yang tersedia yaitu tombol open untuk membuka layer selanjutnya
dan tombol untuk menghentikan semua proses SCADA dan menutup semua layer.
Gambar 3.15. Tampilan HMI
Pada gambar 3.15 diatas menampilkan bentuk dari sistem penyortiran bola
berdasarkan warna dengan beberapa animasi dan mempunyai 2 tombol yaitu tombol start
stop yang digunakan untuk mengaktifkan dan mematikan sistem secara manual serta ada
juga tombol back yang berfungsi sebeagai tombol untuk mengembalikan ke layer utama.
Untuk animasi yang akan ditampilkan pada SCADA untuk sistem penyortiran bola
berdasarkan warna ini antara lain animasi ketika tombol start ditekan maka proses yang
terjadi adalah roda ban konveyor akan bergerak berputar dan bola berwarna putih akan
bergerak kearah pembaca warna kemudian setelah keluar dari tempat pembaca warna bola
akan langsung berwarna sesuai dengan warna bola yang ada pada konveyor realnya. Setelah
bola sudah diketahui warnanya animasinya selanjutnya adalah palang pemisah bola akan
bergerak ke bawah selema 5 detik untuk memasukkan bola kedalam wadah. Setelah bola
jatuh kedalam wadah proses animasi selanjutnya adalah palang pemisah kembali naik lagi
ke posisi semula dengan rentan waktu selama 5 detik. Ketika palang pemisah turun sekali
maka nilai akan bertambah satu pada layer yang ada pada kanan atas dan begitu seterusnya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Gambar 3.16. Tampilan layer alarm
Untuk gambar 3.15 sendiri tidak beda jauh dari layer sebelumnya hanya ada
tambahan layer untuk indikator alarm ketika wadah penampung sudah penuh atau terisi 10
bola dan tampilan pada layer kanan atas sudah tertera nilai 10. Animasi yang terjadi berupa
lampu indikator akan berubah menjadi warna hijau yang akan menandakan harus digantinya
wadah penampung untuk bola. Pada tabel 3.11 merupakan pembagian memori masing-
masing kondisi yang bergantung pada apa yang akan di tampilkan pada HMI.
Tabel 3.8. Pengamatan memori pada PLC
No Masukkan memori alamat Alamat
1 Tombol start %M0
2 Tombol stop %M1
3 Indikator Led 1 %M2
4 Indikator Led 2 %M3
5 Indikator Led 3 %M4
6 Bola merah %MW0
7 Bola biru %MW1
8 Bola hijau %MW3
3.7. Perancangan Diagram Alir
Perancangan diagram alir ini terdiri dari beberapa tahap proses yang terjadi selama
proses penyortiran bola diantaranya ada proses awal untuk bola turun ketas konveyor secara
satu persatu kemudian proses pembaca sensor warna dan proses pemisah bola sesuai warna
yang diminta.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Gambar 3.17. Diagram alir sistem penyortiran bola berdasarkan warna
Berpacu pada gambar 3.1 dapat dilihat gambaran ilustrasi dari sistem penyortiran
terdiri dari beberapa bagian-bagian penting untuk melakukan proses tersebut. Pada gambar
3.17 ini merupakan diagram alir dari proses sistem penyortiran berdasarkan warna, pada
proses penyortiran ini akan dilakukan beberapa proses pengerjaan seperti pengerjaan
pertama yaitu proses penurunan bola secara satu persatu dimulai dengan motor dc pemisah
bola turun dan juga motor dc kenvoyor juga on, setelah motor dc pemisah bola turun
menyentuh limit switch 4 maka motor dc pemisah bola turun akan off dan bola akan turun
ke atas konveyor pada saat motor dc pemisah bola turun menyentuh limit switch 4 motor dc
konveyor tetap berjalan. Kemudian ada juga proses pembaca warna bola. Untuk proses
pembaca warna ini sendiri bola akan berjalan ketempat sensing agar bisa diketahui warna
dari bola tersebut. Dan terakir proses penyortiran bola yang akan disortir menggunakan
palang pemisah sesuai dengan warna yang sudah ditentukan dan akan masuk pada wadah.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
3.7.1. Proses Pembaca Sensor Warna
Pada tahap ini ketika bola sudah berada diatas konveyor maka konveyor akan
berjalan selama 5 detik dan membawa bola menuju tempat sensing warna. sensor warna akan
mendeteksi warna bola yang berada diatas konveyor. Setelah diamati warna bola tersebut
data warna bola akan diolah didalam arduino dan akan melakukan perhitungan frekuensi
untuk menetukan nilai RGB yang dihasilkan. Setelah mendapatkan nilai untuk RGB
tersebut, kemudian dicocokkan dengan warna yang ada pada database dan kirim ke PLC
berupa tegangan dari 0V – 5V untuk masukkan input analog. Ketika warna bola selain warna
merah, hijau dan biru berada pada tempat sensing warna maka konveyor akan tetap berjalan.
Gambar 3.18. Proses kerja sensor warna
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
3.7.2. Perancangan Unit Penyortiran
Gambar 3.19. Proses untuk unit penyortiran bola
Pada proses ini bola sudah melewati tempat sensing dan datanya akan dikirim
diPLC untuk dibaca. Pada PLC akan membaca tegangan analog untuk tiap warna bola, jika
warna bola sesuai dengan tegangan yang diberikan oleh arduino maka PLC akan melakukan
proses selanjutnya yaitu penyortiran untuk masing-masing warna bola dari merah, hijau dan
juga biru. Untuk warna bola selain merah, hijau dan biru konveyor akan tetap on dan
membawa bola tersebut ke tempat penampung yang lain.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
3.7.3. Perancangan Unit Penyortiran Bola Warna Merah
GAMBAR 3.20. Proses penyortiran bola warna merah
Setelah melalui proses penyortiran bola akan melewati proses palang pemisah sesuai
dengan warnanya masing-masing. Ketika bola sudah diketahui warnanya makan palang
pemisah akan turun dengan sistem kerja motor cw berputar dan berhenti ketika menyentuh
limit switch bawah. Ketika bola sudah jatuh kedalam wadah palang akan naik kembali
dengan sistem kerja motor ccw dan akan berhenti ketika sudah 5 detik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini berisikan hasil implementasi dari SCADA untuk sistem penyortiran
berdasarkan warna berbasis PLC M221 yang telah dibuat dan hasil percobaan yang telah
dilakukan untuk setiap komponen. Pembahasan akan dibagi dalam beberapa bagian, yaitu
hasil implementasi hardware, hasil implementasi software, dan juga hasil pengamatan. Pada
hasil pengamatan ini terdiri dari komunikasi antara mikrokontroler dan PLC, HMI dengan
PLC serta komunikasi antara PLC dengan komponen input dan output. Namun sebelumnya
akan dibahas dulu beberapa perubahan perancangan.
4.1. Perubahan Perancangan
Bagian ini menjelaskan perubahan pada implementasi sistem yang terjadi selama
proses pembuatan software dan hardware berserta alasannya.
4.1.1. Tempat Sensor Warna
Pada perancangan sebelumnya yang ada pada gambar 3.1 tempat sensor warna dibuat
berbentuk kotak dan terbuka. Namun pada saat proses pengujian ternyata sensor warna tidak
dapat membaca dengan sempurna dan nilai range frekuensi yang dihasilkan sering kali
berubah-ubah dikarenakan faktor intensitas cahaya dari luar. Untuk mengatasinya dibuat
tempat untuk sensor warna yang lebih tertutup dan diberikan cahaya yang konstan di dalam
tempat sensor warna agar nilai frekuensi yang dihasilkan oleh sensor warna itu sendiri bisa
lebih konstan dan akurat.
Gambar 4.1. Hasil implementasi tempat sensor warna
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
Perubahan tempat sensor warna ini mengakibatkan perubahan pada range nilai sensor warna
yang dihasilkan. Data nilai range warna bola sebelum tempat sensor warna diubah dapat
dilihat pada tabel 3.4 dan untuk perubahan nilai range warna bola yang baru dapat dilihat
pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Perubahan nilai range warna bola
No Warna Bola Hasil RGB
Merah Hijau Biru
1 13000(Hz) –
9000(Hz)
25000(Hz) –
29000(Hz)
33000(Hz) –
30000(Hz)
R
2 32000(Hz) –
30000(Hz)
13000(Hz) –
12000(Hz)
11000(Hz) –
9000(Hz)
G
3 27000(Hz) –
25000(Hz)
14000(Hz) –
13000(Hz)
11000(Hz) –
9000(Hz)
B
4.1.2. Penambahan Sensor LDR
Penambahan sensor LDR digunakan untuk mendeteksi tidaknya bola yang masuk
pada tempat sensor warna. Sehingga saat bola tidak berada pada tempat sensor warna maka
sensor warna tidak akan mensensing warna apapun yang ada didalam tempat sensor warna.
Posisi sensor LDR diletakkan di samping penghalang konveyor. Sumber tegangan untuk
sensor LDR diambil dari tegangan arduino 3,3V sedangkan untuk led mengggunakan
sumber tegangan power supply 10V. Hasil penambahan sensor LDR sendiri dapat dilihat
pada gambar 4.2
Gambar 4.2. Hasil implementasi rangkaian sensor LDR
keterangan gambar 4.2
1. Led
2. Sensor LDR
1
2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
4.1.3. Perubahan Rangkaian Dari Arduino Ke PLC
Pada perancangan rangkaian arduino ke PLC gambar 3.8 dapat dilihat bahwa
rangkaian yang digunakan menggunakan dua buah capasitor. Penggunaan capasitor hanya
bisa menyimpan tegangan keluaran dari arduino tetapi tegangan tersebut tidak bisa stabil
dikarenakan pada PLC hanya bisa membaca nilai high dan low pada keluaran arduino. Jika
keluaran arduino langsung masuk ke PLC maka yang akan terjadi nilai analog pada PLC
sering berubah-ubah dan tidak konstan. Hasil yang tertampil pada memori %IW0.0 dapat
dilihat pada lampiran 4. Rangkaian ini akhirnya diganti dengan menggunakan rangkaian low
pass filter. Rangkaian low pass filter menggunakan resistor 1K ohm dan capasitor 10nF.
Rangkaian ini digunakan untuk menstabilkan tegangan yang keluar pada arduino dan
mengirimkannya pada PLC. Pada tabel 4.2 akan menunjukkan kestabilan tegangan input
analog dari arduino ke PLC setelah menggunakan low pass filter.
Tabel 4.2. Tabel keluaran arduino ke PLC dengan Low Pass filter
No Warna bola Keluaran PWM
Arduino
Keluaran low
pass filter
Input analog
PLC
1 Merah 4,6 V 4,5 V 415 desimal
2 Hijau 3,4 V 3,3 V 323 desimal
3 Biru 2,,2 V 2,16 V 216 desimal
4 Warna lain 1,05 V 1,03 V 103 desimal
Dari tabel 4.2 dapat dilihat bahwa keluaran pada arduino mengalami drop
tegangan sebesar 0,4 V dari keluaran yang diinginkan dan setelah menggunakan rangkaian
low pass filter tegangan yang dihasilkan pada arduino bisa dibaca dengan baik oleh PLC dan
nilai input analog yang masuk pada PLC lebih stabil. Perubahan rangkaian pada arduino
dapat dilihat pada gambar 4.3.
Gambar 4.3. Rangkaian low pass filter
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
4.1.4. Perubahan Pada Tampilan HMI
Tampilan monitoring sistem penyortiran yang dirancang dapat dilihat pada gambar
3.15. Untuk tampilan monitoring yang sekarang dibuat perubahan pada posisi animasi
palang pemisah dan tambahan lampu led untuk indikator sistem on off pada HMI serta
perubahan posisi tempat sensor warna. Terdapat juga tombol tambahan yaitu tombol reset
untuk mereset jumlah bola yang ada pada HMI.
Gambar 4.4. Tampilan monitoring pada HMI
Untuk animasi pada HMI terdapat pengurangan untuk animasi bola warna lain. Hal
ini disebabkan oleh tagname dictionary yang sudah penuh atau maksimal. Maka untuk
animasi ketika bola warna lain pada HMI tidak ada dan pada saat bola warna lain yang
dideteksi animasi yang tertampil hanyalah konveyor. Meskipun animasi bola warna lain
tidak ditampilkan di HMI namun proses yang terjadi pada sistem tetap berjalan dan
membawa bola warna lain ketempat penampung yang sudah disediakan di ujung konveyor.
Untuk keseluruhan tagname dapat dilihat pada tabel 4.29.
Selain perubahan pada menu untuk sistem penyortiran bola ini ada juga pembahan
windows. Ada 3 buah windows tambahan yang ditambahkan untuk tiap warna bola jika
penuh. Tampilan windows tambahan ini dibuat agar memudahkan operator melihat bola
mana yang sudah penuh.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Gambar 4.5. Tampilan windows tambahan
4.2. Implementasi Perangkat Keras
Perangkat keras yang akan dibahas meliputi pengendali bola turun satu persatu,
sensor warna, palang pemisah bola berwarna, tombol start dan stop, led indikator, dan juga
motor konveyor beserta bagian sistem secara keseluruhan. Hasil implementasi perangkat
keras secara keseluruhan dapat dilihat pada gambar 4.6.
Gambar 4.6. Hasil implemtasi perangkat keras
4.2.1. Pengendali Bola Turun Satu Persatu
Untuk proses turun bola secara satu persatu yang dirancangan pada gambar 3.2
dapat dilihat untuk lingkaran yang pertama terdapat dua lubang yang digunakan untuk
mengeluarkan bola pada tempat penampung. Tetapi selama proses aktif sistem kedua lubang
tersebut langsung mengeluarkan dua bola sekaligus. Proses yang diinginkan bola harus turun
secara satu persatu satu dan masuk kedalam tempat sensor warna. Maka dari itu lingkaran
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
pertama hanya menggunakan satu lubang saja untuk mengeluarkan satu bola kedalam tempat
sensor warna. Untuk pendali bola turun bola satu persatu ini menggunakan motor DC 12V
dengan kecepatan putar 50rpm dan juga menggunakan limit switch untuk memberhentikan
motor DC ketika bola sudah turun ke tempat sensor warna. Pengendali bola turun satu
persatu dapat dilihat pada gambar 4.7
.
Gambar 4.7. Pengendali bola turun satu persatu
keterangan gambar 4.7
1. Tempat penampung bola
2. Limit switch
3. Pipa L
4. Lingkaran 1
5. Lingkaran 2
6. Motor DC
4.2.2. Hasil Implementasi Konveyor
Konveyor dibuat dengan ukuran panjang 110 cm, tinggi 30 cm dan lebar konevor
30 cm. Setiap sisi konveyor diberikan penghalang agar ketika bola berjalan bola tidak
1
2
3
4
5 6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
langsung jatuh dan bergerak kekiri dan kekanan tetapi mengikuti jalur yang ada pada
konveyor. Untuk penggerak konveyor sendiri menggunakan motor DC dengan spesifikasi
tegangan input 24V dan kecepatan 22rpm. Untuk bentuk konveyor sendiri dapat dilihat pada
gambar 4.8.
Gambar 4.8. Bentuk umum konveyor
keterangan gambar 4.8
1. Motor DC konveyor
2. Push botton on off
3. Buzzer
4. Led indikator sudah penuh
Untuk beberapa komponen lain yang terpasang pada badan konveyor seperti buzzer
led dan juga push botton memiliki inputan tegangan yang berbeda-beda. Tombol push botton
dan led indikator penuh diberikan tegangan masukan sebesar 24V sedangkan untuk buzzer
sendiri tegangan masukannya sebesar 10V.
4.2.3. Palang Pemisah Bola
Gambar 4.9 ini akan memperlihatkan bentuk dari palang pemisah yang sudah dibuat
berdasarkan pada perancangan sebelumnya. Palang pemisah ada 3 untuk memisahkan tiap
1 2 3 4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
bola yaitu merah, hijau dan juga biru. Untuk menggerakan palang pemisah sendiri
digerakkan oleh motor DC 12V dengan kecepatan 50rpm. Selain palang pemisah ada juga
bagian limit switch yang digunakan untuk memberhentikan palang pemisah ketika menutup
jalur bola.
Gambar 4.9. Palang pemisah bola
Keterangan gambar 4.9
1. Hub motor
2. Limit switch
3. Motor DC
4. Palang pemisah bola
4.2.4. Relay Pembalik Putaran Motor
Untuk menggerakan motor palang pemisah dibutuhkan rangkaian relay agar bisa
membuat palang pemisah membuka dan menutup atau berputar ke arah CW atau CCW. Pada
gambar 4.10 terdapat 3 buah relay untuk tiap pengendali putaran motor palang pemisah bola.
Gambar 4.10. Rangkaian pengendali putaran palang pemisah bola
1
2
3
4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
4.3. Hasil Pengamatan Sistem
Bagian ini akan menjelaskan tentang hasil pengamatan sistem secara keseluruhan
yang terdiri dari proses sistem utama dan sub sistem. Sistem utama terdiri dari proses
pengendalian bola agar turun satu persatu, proses pembacaan warna dan proses pemisahan
bola sesuai warna. Pada sub sistem sendiri pengamatan yang dilakukan terdiri dari data
kelistrikan yang ada pada piranti output maupun input. Pengambilan data dilakukan dengan
cara mengukur setiap tegangan yang ada pada masing-masing komponen.
4.3.1. Program Arduino
Bagian ini menjelaskan program arduino yang untuk menjalankan sensor ldr dan
sensor warna tcs 32000. Untuk program sensor ldr melakukan pendeteksian adanya benda
yang masuk kedalam tempat sensor warna. Pendeteksian adanya benda dimulai pada
program arduino dengan mengeluarkan nilai analog di pin A0. Ketika nilai analog diatas 500
maka benda sedang berada dalam tempat sensor warna dan jika nilai analog dibawah 500
menyatakan bahwa tidak adanya benda didalam tempat sensor warna. Pada saat nilai analog
A0 diatas 500 maka program selanjutnya akan menjalankan program pembacaan sensor
warna. Program sensor ldr dapat dilihat pada gambar 4.11.
Gambar 4.11. Program untuk menjalankan sensor ldr
Setelah menjalankan program untuk menjalankan sensor ldr maka program
selanjutnya adalah pembacaan warna bola. Program pembaca warna ini sekaligus program
untuk pengiriman data analog ke PLC. Untuk program pembaca warna ini dimulai ketika
nilai analog pada A0 adalah 500 maka akan mengelurkan nilai dari frequencyR, frequencyG
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
dan frequencyB. Setelah nilai dari tiap frekuensi keluar maka dilakukan perbandingan untuk
menentukan jenis warna yang diingikan. Untuk sistem ini hanya menggunakan 4 jenis warna
maka dari itu hanya satu warna awal yang dilakukan perbandingan dan yang 3 warna lain
menggunakan logika nilai analog kurang dari frequency lainnya. Program pembaca warna
dapat dilihat pada gambar 4.12
Gambar 4.12. Program pembaca sensor warna
Dari program pembaca sensor warna pada gambar 4.12 diatas menunjukkan untuk
perbandingan awal hanya untuk warna lain (kuning). Setiap pembaca warna pada program
diatas berikan delay agar tidak terjadi kesalahan pembacaan warna bola dan saat proses
pengiriman data ke PLC hanya satu data warna bola.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
4.3.2. Hasil Pengamatan Pada Arduino
Pada bagian akan menjelaskan sistem dari sensor ldr dan sensor warna yang diolah
didalam mikrokontroler arduino. Data ini diambil berdasarkan hasil dari percobaan yang bisa
dilihat pada tabel 4.3. percobaan ini dilakukan dengan memasukkan bola warna merah, hijau,
biru dan juga warna lain (kuning) kedalam tempat sensor warna. Proses sistem pada arduino
dimulai ketika sensor ldr belum mendeteksi adanya bola yang masuk pada tempat sensor
warna maka program untuk pembaca warna tidak akan berjalan dan sebaliknya ketika sensor
ldr sudah mendeteksi adanya bola didalam tempat sensor warna maka proses selanjutnya
sensor warna akan mendeteksi warna bola. Selama sensor sudah mendeteksi warna bola
maka program akan delay selama 10 detik kemudian kembali ke proses awal yaitu sensor
ldr mendeteksi adanya bola. Program hasil arduino dapat dilihat pada serial monitor untuk
mengetahui warna bola.
Tabel 4.3. Hasil pengamatan tampilan serial monitor pada arduino
No Keterangan Serial monitor
1 Kondisi awal ketika
bola belum
memasuki tempat
sensor warna.
Tampilan di serial
monitor adalah data
kosong.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
59
Tabel 4.4. (Lanjutan) tabel pengamatan pada arduino
No Keterangan Tampilan HMI
2 Kondisi ketika bola
merah masuk
kedalam tempat
sensor warna.
Tampilan diserial
monitor adalah
merah.
3 Kondisi ketika bola
hijau masuk kedalam
tempat sensor warna.
Tampilan diserial
monitor adalah hijau.
4 Kondisi ketika bola
biru masuk kedalam
tempat sensor warna.
Tampilan diserial
monitor adalah biru.
Dari tabel percobaan pengamatan tampilan serial monitor 4.3 dan tabel 4.4 sensor
warna dapat membaca warna bola dengan baik dan bisa menampilkan warna bola pada serial
monitor. Sedangkan untuk sensor ldr bisa bekerja dengan baik ketika mendeteksi ada atau
tidaknya bola didalam tempat sensor warna.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
60
4.3.3. Hasil Data Proses Aktif Sistem
Bagian ini akan menjelaskan cara kerja sistem secara keseluruhan mulai dari
tampilan awal pada HMI. Data diambil berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan
pada sistem yang sudah jadi. Percobaan dimulai saat operator menekan tombol start sampai
dengan operator menekan tombol stop pada perangkat keras atau pun pada tampilan HMI.
Proses sistem mulai aktif ditandai dengan lampu indikator berubah menjadi hijau dan
sebaliknya sistem akan mati ketika lampu indikator berubah menjadi warna merah. Hasil
percobaan proses aktif sistem dapat dilihat pada tabel 4.5.
Tabel 4.5. Tampilan HMI proses aktif dan non aktif sistem
No Keterangan Tampilan HMI
1 Kondisi awal ketika
tombol start belum
ditekan sistem
masih mati dan
lampu indikator
awalnya berwarna
merah
2 Kondisi ketika
tombol start ditekan
pada HMI. Lampu
sistem operasi akan
berwarna hijau dan
animasi bola awal
yang belum
diketahui warnanya
memasuki tempat
sensor warna.
Berdasarkan dari hasil pengamatan sistem dari kondisi awal masih mati sampai
mulai aktif berjalan dengan baik dan tampilannya pun sesuai dengan yang diharapkan
termasuk animasi jalannya bola awal kedalam tempat sensor warna. Sedangkan pada
hardware berjalan sama seperti animasi HMI hanya saja hardwarenya tidak ada indikator
lampu start dan stop.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
61
4.3.4. Hasil Proses Deteksi Tiap Warna Bola
Bagian ini akan menjelaskan tentang proses keseluruhan dari proses keluarnya bola
dari tempat sensor warna. Data diambil dari hasil percobaan yang bisa dilihat pada tabel 4.5
dan 4.5 Percobaan ini dilakukan dengan cara memasukkan warna bola yang berbeda kedalam
tempat sensor warna. Ketika bola memasuki tempat sensor warna akan mengeluarkan
tegangan dan animasi yang berbeda beda untuk tiap warna bola. Untuk warna bola merah
tegangan keluaran dari arduino ke PLC sebesar 4,5V sampai 5V, warna bola hijau tegangan
keluarannya sebesar 3V sampai 3,7V dan untuk warna bola biru sebesar 2V sampai 2,4V
serta untuk warna lain yaitu warna kuning tegangan keluaranya 0,8V sampai 1,1V.
Tabel 4.6. Tampilan HMI untuk tiap warna bola
No Keterangan Tampilan HMI
1 Kondisi sementara
bola sudah masuk
kedalam tempat
sensor warna.
2 Kondisi ketika bola
merah terdeteksi
didalam tempat
sensor warna. Bola
merah akan muncul
dan berjalan di atas
konveyor. Animasi
palang pemisah bola
merah akan berputar
menutupi arah jalan
bola.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
62
Tabel 4.7. (Lanjutan) Tampilan HMI untuk tiap warna bola
No Keterangan Tampilan HMI
3 Ketika bola merah
sudah jatuh kedalam
tempat penampung
bola merah, maka
palang pemisah bola
akan kembali naik ke
posisi semula dan
counter akan mulai
menghitung ketika
palang pemisah naik.
4 Kondisi ketika bola
hijau terdeksi didalam
tempat sensor warna.
Bola hijau akan
muncul dan berjalan
diatas konveyor.
Animasi palang
pemisah bola hijau
akan berputar
menutupi arah jalan
bola.
5 Ketika bola hijau
sudah jatuh kedalam
tempat penampung
bola hijau maka
palang pemisah bola
akan kembali naik ke
posisi semula dan
counter akan mulai
menghitung ketika
palang pemisah naik.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
63
Tabel 4.8. (Lanjutan) Tampilan HMI untuk tiap warna bola
No Keterangan Tampilan HMI
6 Kondisi ketika bola
biru terdeksi didalam
tempat sensor warna.
Bola biru akan
muncul dan berjalan
diatas konveyor.
Animasi palang
pemisah bola biru
akan berputar
menutupi arah jalan
bola.
7 Ketika bola hijau
sudah jatuh kedalam
tempat penampung
bola biru maka palang
pemisah bola akan
kembali naik ke
posisi semula dan
counter akan mulai
menghitung ketika
palang pemisah naik.
4.3.5. Hasil Proses Bola Penuh
Bagian ini akan menjelaskan perilaku sistem ketika tempat penampung bola sudah
penuh. Data diambil berdasarkan hasil percobaan yang telah dilakukan dan bisa dilihat pada
tabel 4.9. Percobaan ini dilakukan dengan cara melihat jumlah bola yang sudah masuk
kedalam penampung bola yang disediakan. Setiap indikator bola ketika sudah penuh
berbeda-beda seperti windows, alarm dan juga led. Selain itu ketika semua bola sudah penuh
maka proses akan terhenti dan semua tombol akan disable sampai windows peringatan
dikeluarkan dan proses akan berjalan ketika tombol start ditekan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
64
Tabel 4.9. Tampilan HMI ketika bola penuh
No Keterangan Tampilan HMI
1 Kondisi ketika bola
merah sudah penuh
ditempat penampung
maka windows bola
merah penuh akan
muncul dan animasi
led akan berwarna
merah. Ketika
windows bola merah
muncul semua
tombol disable atau
tidak bisa ditekan
sebelum windows
ditekan tombol back
2 Kondisi ketika bola
hijau sudah penuh
ditempat penampung
maka windows bola
merah penuh akan
muncul dan animasi
led akan berwarna
merah. Ketika
windows bola merah
muncul semua
tombol disable atau
tidak bisa ditekan
sebelum windows
ditekan tombol back 3 Kondisi ketika bola
biru sudah penuh
ditempat penampung
maka windows bola
merah penuh akan
muncul dan animasi
led akan berwarna
merah. Ketika
windows bola merah
muncul semua
tombol disable atau
tidak bisa ditekan
sebelum windows
ditekan tombol back
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
65
4.3.6. Data proses pemilah warna bola
Bagian ini merupakan hasil dari data proses pemilah bola, mulai dari bola masih
kosong ditempat penampung sampai penuh. Data diambil berdasarkan percobaan dengan
memasukkan bola merah, bola hijau, bola biru dan bola warna lain kedalam tempat sensor
warna secara acak dan pengamatan ketika tempat penampung sudah berisikan 10 bola. Hasil
percobaan dapat dilihat pada tabel 4.10.
Tabel 4.10. Tabel hasil percobaan pemilah bola
No Input warna bola Hasil deteksi
dimikrokontroler
Hasil
pemilahan
Keterangan Indikator
penuh
1 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
2 Warna lain Warna lain - Benar -
3 Merah Merah Merah Benar OFF
4 Biru Biru Biru Benar OFF
5 Merah Merah Merah Benar OFF
6 Biru Biru Biru Benar OFF
7 Biru Biru Biru Benar OFF
8 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
9 Merah Merah Merah Benar OFF
10 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
11 Warna lain Warna lain - Benar -
12 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
13 Biru Biru Biru Benar OFF
14 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
15 Merah Merah Merah Benar OFF
16 Merah Merah Merah Benar OFF
17 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
18 Merah Merah Merah Benar OFF
19 Merah Merah Merah Benar OFF
20 Merah Merah Merah Benar OFF
21 Biru Biru Biru Benar OFF
22 Warna lain Warna lain - Benar -
23 Merah Hijau Hijau Salah OFF
24 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
25 Biru Biru Biru Benar OFF
26 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
27 Merah Merah Merah Benar OFF
28 Hijau Hijau Hijau Benar ON
29 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
30 Biru Biru Biru Benar OFF
31 Merah Merah Merah Benar OFF
32 Biru Biru Biru Benar OFF
33 Biru Biru Biru Benar OFF
34 Merah Merah Merah Benar OFF
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
66
Tabel 4.11. (Lanjutan) tabel hasil percobaan pemilah bola
No Input warna bola Hasil deteksi
dimikrokontroler
Hasil
pemilahan Keterangan
Indikator
penuh
35 Biru Biru Biru Benar OFF
36 Warna lain Warna lain - Benar -
37 Merah Hijau Hijau OFF
38 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
39 Merah Merah Merah Benar OFF
40 Biru Biru Biru Benar ON
Dari tabel percobaan 4.10 selama proses pemilah bola terdapat kesalahan
pembacaan warna merah menjadi warna hijau. Kesalahan pembacaan warna ini
mengakibatkan HMI yang dihasilkan juga berbeda dari sistemnya. Dari 10 kali percobaan
warna bola merah terjadi 1 kali eror menjadi warna hijau. Hal ini disebabkan karena adanya
faktor pencahayaan yang masih belum stabil didalam tempat sensor warna. Sedangkan untuk
pada percobaan bola warna bola hijau dan biru selama 10 kali dapat berjalan dengan baik.
Hasil yang ada pada HMI dan juga sistem untuk bola warna hijau dan biru sudah sinkron.
Untuk waktu proses penyortiran 10 bola warna secara acak dibutuhkan waktu selama 4 menit
dan untuk 40 bola warna secara acak dibutuhkan waktu selama 16 menit.
Setelah melakukan proses pemilah bola dengan memasukkan warna bola secara
acak, proses selanjutnya untuk mencari data lebih detail untuk tiap warna bola merah, hijau
dan juga biru. Data diambil dengan memasukkan 30 bola warna merah, 30 bola warna hijau
dan 30 bola warna biru secara bergantian kedalam sensor warna.
Tabel 4.12. Tabel penyortiran 30 bola warna merah.
No Input warna bola Hasil deteksi
dimikrokontroler
Hasil
pemilahan Keterangan
Indikator
penuh
1 Merah Merah Merah Benar OFF
2 Merah Merah Merah Benar OFF
3 Merah Merah Merah Benar OFF
4 Merah Merah Merah Benar OFF
5 Merah Merah Merah Benar OFF
6 Merah Merah Merah Benar OFF
7 Merah Merah Merah Benar OFF
8 Merah Merah Merah Benar OFF
9 Merah Merah Merah Benar OFF
10 Merah Merah Merah Benar ON
11 Merah Merah Merah Benar OFF
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
67
Tabel 4.13. (Lanjutan) tabel penyortiran 30 bola warna merah
No Input warna bola Hasil deteksi
dimikrokontroler
Hasil
pemilahan Keterangan
Indikator
penuh
12 Merah Merah Merah Benar OFF
13 Merah Merah Merah Benar OFF
14 Merah Merah Merah Benar OFF
15 Merah Merah Merah Benar OFF
16 Merah Merah Merah Benar OFF
17 Merah Merah Merah Benar OFF
18 Merah Merah Merah Benar OFF
19 Merah Merah Merah Benar OFF
20 Merah Biru Biru Salah OFF
21 Merah Merah Merah Benar ON
22 Merah Merah Merah Benar OFF
23 Merah Merah Merah Benar OFF
24 Merah Merah Merah Benar OFF
25 Merah Merah Merah Benar OFF
26 Merah Merah Merah Benar OFF
27 Merah Merah Merah Benar OFF
28 Merah Merah Merah Benar OFF
29 Merah Merah Merah Benar OFF
30 Merah Merah Merah Benar OFF
Setelah dilakukan penyortiran untuk 30 bola warna merah didapatkan hasil
keberhasilan sensor membaca bola sebesar 96,7 %.
Tabel 4.14. Tabel penyortiran 30 bola warna hijau
No Input warna bola Hasil deteksi
dimikrokontroler
Hasil
pemilahan Keterangan
Indikator
penuh
1 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
2 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
3 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
4 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
5 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
6 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
7 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
8 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
9 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
10 Hijau Hijau Hijau Benar ON
11 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
12 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
13 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
14 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
15 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
68
Tabel 4 .15. (Lanjutan) Tabel penyortiran 30 bola warna hijau
No Input warna bola Hasil deteksi
dimikrokontroler
Hasil
pemilahan Keterangan
Indikator
penuh
16 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
17 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
18 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
19 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
20 Hijau Hijau Hijau Benar ON
21 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
22 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
23 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
24 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
25 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
26 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
27 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
28 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
29 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
30 Hijau Hijau Hijau Benar ON
Setelah dilakukan penyortiran untuk 30 bola warna hijau didapatkan hasil
keberhasilan sensor membaca bola sebesar 100 %.
Tabel 4 .16. Tabel penyortiran 30 bola warna biru
No Input warna bola Hasil deteksi
dimikrokontroler
Hasil
pemilahan Keterangan
Indikator
penuh
1 Biru Biru Biru Benar OFF
2 Biru Biru Biru Benar OFF
3 Biru Biru Biru Benar OFF
4 Biru Biru Biru Benar OFF
5 Biru Biru Biru Benar OFF
6 Biru Biru Biru Benar OFF
7 Biru Biru Biru Benar OFF
8 Biru Biru Biru Benar OFF
9 Biru Biru Biru Benar OFF
10 Biru Biru Biru Benar ON
11 Biru Biru Biru Benar OFF
12 Biru Biru Biru Benar OFF
13 Biru Biru Biru Benar OFF
14 Biru Biru Biru Benar OFF
15 Biru Biru Biru Benar OFF
16 Biru Biru Biru Benar OFF
17 Biru Biru Biru Benar OFF
18 Biru Biru Biru Benar OFF
19 Biru Biru Biru Benar OFF
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
69
Tabel 4.17. (Lanjutan) Tabel penyortiran 30 bola warna biru
No Input warna bola Hasil deteksi
dimikrokontroler
Hasil
pemilahan Keterangan
Indikator
penuh
20 Hijau Hijau Hijau Benar ON
21 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
22 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
23 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
24 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
25 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
26 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
27 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
28 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
29 Hijau Hijau Hijau Benar OFF
30 Hijau Hijau Hijau Benar ON
Setelah dilakukan penyortiran untuk 30 bola warna biru didapatkan hasil
keberhasilan sensor membaca bola sebesar 100 %. Dari percobaan dengan memasukkan 30
bola merah, 30 bola biru dan 30 bola hijau sensor warna dapat membaca warna bola hijau
dan biru dengan tingkat keberhasilan sebesar 100% sedangkan untuk bola warna merah
terjadi satu kali kesalahan pembacaan warna bola dengan tingkat keberhasilan sebesar 100%.
Untuk pengamatan pada warna bola lain (kuning) tidak dilakukan lebih lanjut dikarenakan
pada perancangan ini lebih diutamakan untuk bola warna merah, hijau dan juga biru.
Berikut adalah data hasil pengamatan tiap komponen pemisah bola mulai dari
pembaca warna sampai tempat penampung bola sudah terisi 10 bola. Tabel data hasil
pengamatan tiap komponen dapat dilihat pada tabel 4.14.
Tabel 4.18. Tabel data komponen pemisah bola
Kondisi Warna bola Palang
1
Palang 2 Palang 3 Buzzer Led 1 Led 2 Led 3
0 Kosong 0 0 0 0 0 0 0
1 Merah 1 0 0 0 0 0 0
2 Hijau 0 1 0 0 0 0 0
3 Biru 0 0 1 0 0 0 0
4 Warna lain 0 0 0 0 0 0 0
10 Merah 1 0 0 1 1 0 0
11 Hijau 0 1 0 1 0 1 0
12 Biru 0 0 1 1 0 0 1
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
70
4.3.7. Analisis Hardware keseluruhan sistem
Pada bagian ini akan membahas keseluruhan hardware sistem yang digunakan. Ada
beberapa bagian hardware pada sistem ini masih memiliki kekurangan atau masih memiliki
kegagalan pada saat proses berlangsungnya sistem. Pada bagian yang mengalami
kekurangan ini harus diubah bentuk dan sistem kerjanya. Bagian bagian hardware yang
memiliki kekurangan antara lain pada bagian proses turun bola satu persatu, belt konveyor
dan juga jalur untuk turun bola ke tempat penampung.
Proses penurunan bola secara satu persatu merupakan proses dimana bola akan
turun secara satu persatu kedalam tempat sensor warna. Bagian-bagian yang digunakan
untuk proses ini antar lain lingkaran 1 dan lingkaran 2. Pada bagian tersebut sedikit
mengalami kegagalan pada proses penurunan bola secara satu persatu dimana bola bisa jatuh
atau terlempar keluar dari putaran lingkaran 2. Hal ini mengakibatkan bola tidak masuk
kedalam tempat sensor warna. Maka dari untuk perubahan perancangan dibutuhkan penutup
disisi samping pada lingkaran 1 agar bola tidak lagi jatuh atau terlempar keluar.
Gambar 4.13. Lingkaran pembuat turun bola satu persatu
Bagian belt konveyor yang digunakan pada sistem ini sedikit mengalami kesulitan
pada saat membawa bola menuju tempatnya dan sering kali bola yang berada diatas belt
konveyor ini tidak bisa diam dan bola terus berguling diatas belt konveyor ini. Maka dari itu
diperlukan perubahan pada bentuk dari belt ini dengan diberikan gerigi pada bagian
konveyor agar benda yang berada diatas konveyor tidak bergerak kemana-mana.
L.1
L.2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
71
Gambar 4.14. Belt konveyor
Bentuk dari jalur dari konveyor yang sudah dibuat pada perancangan ini sangat
mempengaruhi arah jalan dari bola. Pada saat proses aktif sistem bola yang berjalan diatas
konveyor tidak bisa masuk kedalam tempat penampung yang sudah disediakan. Sering
terjadi keselahan bola warna biru masuk kedalam tempat penmapung bola warna merah.
Kesalahan tersebut membuat jumlah yang ada didalam tempat penampung tidak sesuai
dengan yang tertampil pada HMI. Maka dari itu perlu adanya perubahan pada bentuk dari
konveyor yang mungkin bisa dibuat lebih minimalis dan sederhana agar bola bisa masuk
kedalam tempat penampung sesuai dengan warna bola tersebut.
Gambar 4.15. Jalur jatuhnya bola
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
72
4.3.8. Hasil Pengamatan Sub Sistem
Pengamatan sub sistem ini dilakukan dengan cara mengukur tegangan setiap
komponen ketika ON dan OFF. Nilai tegangan dapat diliihat pada pada tabel 4.19.
Tabel 4.19. Hasil pengukuran tegangan sub sistem
No Komponen Kondisi Tegangan (V) Perancangan (V)
1 Limit switch 1 ON 23,94 24
OFF 0 0
2 Limit switch 2 ON 23,91 24
OFF 0 0
3 Push botton ON 23.95 24
OFF 0 0
4 Motor DC
konveyor
ON 23.96 12
OFF 0 0
5 Motor DC bola
turun
ON 9,8 12
OFF 0 0
6 Motor DC
palang bola
ON 1,9 12
OFF 0 0
7 Buzzer ON 9,8 12
OFF 0 0
8 Led ON 11,98 12
OFF 0 0
Berdasarkan tabel 4.19 tegangan yang dibutuhkan setiap komponen tidak sesuai
dengan perancangan, dikarenakan ada komponen seperti motor DC untuk palang pemisah
bola dan motor untuk bola turun satu persatu membutuhkan Rpm yang kecil untuk
menjalankan tugasnya, sedangkan untuk tegangan buzzer tegangan yang diberikan kecil agar
bunyi yang dihasilkan juga tidak terlalu besar jika didengar. Namun semua komponen tetap
dapat bekerja dengan baik dan tidak mengalami kelebihan beban.
Perbedaan tegangan tersebut tidak terlalu berpengaruh terhadap kinerja komponen
karena tegangan yang masuk masih berada dalam rentang tegangan kerja komponen. Error
tegangan pada implementasi dan perancangan tidak terlalu mempengaruhi kinerja dari
prototipe secara keseluruhan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
73
4.4. Implementasi Perangkat Lunak
Pada perangkat lunak ini terdapat ladder tombol start dan stop di tampilan HMI,
ladder pengendali bola turun satu persatu, ladder input analog PLC, ladder pengendali
konveyor, ladder pengendali palang pemisah bola, ladder untuk indikator led dan juga buzzer
serta tampilan pada HMI.
4.4.1. Tombol Start Dan Stop
Pada piranti input tombol start dan stop menggunakan alamat %I0.0 dan %I0.1
sedangkan pada tombol start dan stop pada HMI menggunakan alamat memori %M0 dan
%M1 bisa dilihat pada gambar 4.10. Tombol start dan stop ini berfungsi untuk mengaktifkan
dan menonaktifkan sistem secara keseluruhan dari HMI. Ladder untuk tombol start dan stop
ini menggunakan latching agar jika tombol start ditekan sesaat maka sistem akan tetap
berjalan dan mati ketika tombol stop ditekan.
Gambar 4.16. Ladder tombol start dan stop untuk HMI
Gambar 4.17. Tombol start dan stop pada tampilan HMI
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
74
4.4.2. Ladder Pengendali Bola Turun Satu Persatu
Pada pengendalian bola turun satu persatu digunakan motor DC sebagai
penggeraknya. Motor DC ini akan bekerja ketika tombol start awal ditekan dan setiap palang
pemisah bola naik atau kembali ke posisi awal. Sedangkan motor DC ini akan berhenti
apabila menyentuh limit switch, tombol stop ditekan dan juga setiap lampu indikator led
untuk bola penuh aktif.
Gambar 4.18. Ladder pengendali bola turun satu persatu
4.4.3. Ladder Input Analog PLC
Untuk input analog pada PLC menggunakan alamat memory %IW0.0. Setiap warna
memiliki range yang sudah diatur didalam memory %IW0.0. Untuk warna merah memiliki
range antara 400 sampai 470 desimal dengan output keluaran %M21. Untuk warna hijau
memiliki range antara 300 sampai 360 desimal dengan output keluaran %M22. Sedangkan
untuk warna biru memiliki range antara 200 sampai 240 dengan output keluaran %M23 dan
untuk range warna lain diberikan range diantara 100 sampai 120 desimal dengan output
keluaran %M65. Pada program ladder input analog PLC ini diberikan timer 3 detik sebelum
menjalankan ladder pada palang pemisah. Timer ini digunakan untuk menunggu range yang
masuk ke memori %IW0.0 stabil terlebih dahulu baru dikirim ke setiap ladder palang
pemisah bola. Ladder input analog PLC dapat dilihat digambar 4.16.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
75
Gambar 4.19. Ladder input analog PLC
4.4.4. Ladder Pengendali Konveyor
Untuk ladder pengendali konveyor ini aktif ketika ladder input analog sudah
mendeteksi warna bola kemudian akan menjalakan konveyor. Sedangkan pengendali
konveyor ini akan mati ketika tombol stop ditekan dan juga setiap palang pemisah bola naik
ke posisi semula. Ladder pengendali konveyor dapat dilihat pada gambar 4.17.
Gambar 4.20. Ladder pengendali konveyor
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
76
4.4.5. Ladder Pengendali Palang Pemisa Bola
Pengendali palang pemisah bola ini aktif sebelum ladder pada input analog
menghidupkan salah satu memori untuk tiap warna bola. Setelah ladder input analaog
menghidupkan salah satu memory warna maka memory tersebut harus dilatch terlebih
dahulu untuk menjalankan palang pemisah ke arah bawah dikarenakan waktu pengiriman
data memory ke InTouch memerlukan waktu sekitar 0.5 detik. Palang pemisah yang
bergerak kebawah ini akan berhenti ketika palang pemisah menyentuh limit switch. Palang
pemisah ini akan menutupi jalur bola selama 10 detik satuan waktu dan setelah 10 detik
palang pemisah kembali naik selama 3 detik kemudian berhenti.
Gambar 4.21. Ladder pengendali palang pemisah bola
4.4.6. Ladder Penghitung Jumlah Bola
Untuk menghitung jumlah tiap bola yang masuk dalam tempat penampung
menggunakan operation block yang disimpan pada memori integer dengan alamat %MW10,
%MW11 dan %MW12. Setiap palang pemisah mulai naik ke posisi semula maka nilai
%MW10, %MW11 dan %MW12 akan ditambah 1.
Gambar 4.22. Ladder penghitung jumlah bola
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
77
4.4.7. Ladder Pengendali Led Indikator Dan Buzzer
Pada ladder untuk indikator bola sudah penuh menggunakan led dan juga buzzer.
Piranti output ini akan aktif ketika ladder pada perhitungan bola sudah mencapai 10 maka
akan menghidupkan led dan juga buzzer ini selama 3 detik kemudian mati kembali.
Gambar 4.23. Ladder pengendali led dan buzzer
4.4.8. Scripts Animasi Pada Intouch
Pada bagian ini akan berisikan tentang animasi yang terjadi pada tampilan HMI dan
juga penggunaan Condition scripts serta Application scripts untuk membuat animasi
berjalan seperti yang pada sistem.
Tabel 4.20. Scripts animasi HMI
No Keterangan Scripts
1 Mengkodisikan
untuk tampilan
utama ketika HMI
dijalan maka yang
akan tertampil
windows menu
dan menutup
windows lainnya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
78
Tabel 4.21. (Lanjutan) scripts animasi HMI
No keterangan Scripts
2 Membuat bola putih
atau bola awal berjalan
masuk kedalam tempat
sensor warna.
3 Membuat bola biru
muncul dan bola biru
jalan menuju tempat
yang diinginkan dan
mengatur kecepatan
jalannya bola biru.
4 Membuat bola hijau
muncul dan bola biru
jalan menuju tempat
yang diinginkan dan
mengatur kecepatan
jalannya bola hijau.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
79
Tabel 4.22. (Lanjutan) scripts animasi HMI
No Keterangan Scripts
5 Membuat bola merah
muncul dan bola
merah jalan menuju
tempat yang
diinginkan dan
mengatur kecepatan
jalannya bola merah.
6 Membuat animasi roda
konveyor berputar
7 Memunculkan
windows untuk bola
biru penuh
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
80
Tabel 4.23. (Lanjutan) scripts animasi HMI
No keterangan Scripts
8 Memunculkan
windows untuk bola
hijau penuh
9 Memunculkan
windows untuk bola
merah penuh
10 Membuat animasi
palang pemisah bola
merah bergerak kearah
bawah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
81
Tabel 4.24. (Lanjutan) scripts animasi HMI
No keterangan Script
11 Membuat animasi
palang pemisah bola
merah kembali naik ke
posisi semula
12 Membuat animasi
palang pemisah bola
hijau bergerak kearah
bawah
14 Membuat animasi
palang pemisah bola
hijau kembali naik ke
posisi semula
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
82
Tabel 4.25. (Lanjutan) scripts animasi HMI
No Keterangan Scripts
15 Membuat animasi
palang pemisah bola
biru bergerak kearah
bawah
16 Membuat animasi
palang pemisah bola
biru kembali naik ke
posisi semula
17 Mendisable semua
tombol ketika windows
bola biru muncul
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
83
Tabel 4.26. (Lanjutan) scripts animasi HMI
No Keterangan Scripts
18 Mengaktifkan semua
tombol ketika
windows bola biru
penuh sudah hilang.
19 Mendisable semua
tombol ketika
windows bola hijau
muncul
20 Mengaktifkan semua
tombol ketika
windows bola hijau
penuh sudah hilang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
84
Tabel 4.27. (Lanjutan) scripts animasi HMI
No Keterangan Scripts
21 Mendisable semua
tombol ketika
windows bola merah
muncul
22 Mengaktifkan semua
tombol ketika
windows bola merah
penuh sudah hilang
23 Membuat animasi bola
putih kembali pada
posisi semula atau
direset kembali ke
posisi awal.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
85
Tabel 4.28. (Lanjutan) scripts animasi HMI
No Keterangan Scripts
24 Membuat animasi roda
konveyor berhenti
ketika palang pemisah
merah mulai naik
25 Membuat animasi roda
konveyor berhenti
ketika palang pemisah
hijau mulai naik
26 Membuat animasi roda
konveyor berhenti
ketika palang pemisah
biru mulai naik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
86
Dari semua scripts yang telah dibuat dari tabel 4.20 sampai tabel 4.28 bisa membuat
animasi berjalan sesuai yang diinginkan.
4.4.9. Tagname Dictionary
Pada bagian ini akan berisikan semua tagname, jenis type dan item name yang
digunakan pada HMI.
Tabel 4.29. Tagname yang digunakan pada HMI
No Tagname Type Item
1 START I/O Discrete 000001
2 STOP I/O Discrete 000002
3 RESET I/O Discrete 000008
4 BOLA_PUTIH I/O Discrete 000020
5 BOLABIRU I/O Discrete 000011
6 BOLAHIJAU I/O Discrete 000010
7 BOLAMERAH I/O Discrete 000009
8 COUNTER_BIRU I/O Integer 400011
9 COUNTER_HIJAU I/O Integer 400012
10 COUNTER_MERAH I/O Integer 400013
11 LED_BIRU I/O Discrete 000037
12 LED_HIJAU I/O Discrete 000036
13 LED_MERAH I/O Discrete 000035
14 M24 I/O Discrete 000025
15 M25 I/O Discrete 000026
16 M26 I/O Discrete 000027
17 M27 I/O Discrete 000028
18 M28 I/O Discrete 000029
19 M29 I/O Discrete 000030
20 PLANG1 Memory Integer 400025
21 PLANG2 Memory Integer 400027
22 PLANG3 Memory Integer 400026
23 LAMPUONOFF I/O Discrete 000021
24 KONVEYOR_JALAN I/O Integer 400031
25 Darurat Memory Discrete -
26 MERAH_JALAN Memory Integer -
27 HIJAU_JALAN Memory Integer -
28 BIRU_JALAN Memory Integer -
29 KONVEYOR1 I/O Discrete 000003
30 BOLA_AWAL I/O Discrete 000007
31 PUTH_JALAN Memory Integer -
32 PUTIH_JALAN I/O Integer 400010
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
87
4.5. Komunikasi antara HMI dan PLC
Bagian ini akan membahas tentang bagian software yang akan diatur untuk
komunikasi antrara HMI dan PLC. Adapun beberapa bagian yang perlu diatur antara lain:
Untuk pengaturan pertama komunikasi antara PLC dan HMI adalah pengaturan pada
software MBENET. MBENET berfungsi untuk menghubungkan alamat I/O maupun
memori antara PLC dan HMI. Pada MBENET diperlukan beberapa pengaturan yaitu topic
name, ip addres untuk PLC serta slave device type. Konfigurasi I/O MBENET dapat dilihat
pada gambar 4.21.
Gambar 4.24. konfigurasi I/O pada MBENET
Setelah melakukan konfigurasi pada MBENET langkah berikutnya adalah melakukan
konfigurasi pada InTouch. InTouch berfungsi sebagai penampil animasi dari sistem ini. Pada
InTouch perlu dilakukan pengaturan seperti application name yang dipakai adalah MBENET
dan juga topic name. Konfigurasi InTouch untuk HMI dapat dilihat pada gambar 4.22.
Gambar 4.25. Konfigurasi pada InTouch
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
88
Langkah berikutnya ketika sudah mengatur InTouch adalah melakukan konfigurasi
pada SoMachineBasic. Hal yang perlu diatur pada SoMachineBasic ini adalah pengaturan
pada IP addres untuk PLC. Konfigurasi pada SoMachineBasic dapat dilihat pada gambar
4.23
Gambar 4.26. Konfigurasi pada SoMachineBasic
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
85
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini akan menjelaskan kesimpulan dari proses tugas akhir yang telah dilakukan.
Bab ini juga menguraikan saran pengembangan yang dapat dilakukan sebagai
penyempurnaan sistem.
5.1. Kesimpulan
Dari hasil perancangan dan pengujian alat “SCADA untuk sistem penyortiran bola
berdasarkan warna berbasis PLC M221” diambil kesimpulan:
1. Sistem penyortiran bola berdasarkan warna berbasis PLC M221 dengan
menggunakan SCADA sebagai tampilan HMI mampu mensortir bola 3 warna
dengan tingkat keberhasilan untuk bola warna merah 96,7%, bola warna hijau 100%
dan bola warna biru 100% dan HMI yang ditampilkan juga real seperti pada
sistemnya.
2. Penggunaan sensor warna TCS3200 sebegai pendeteksi warna benda sangat
dipengaruhi oleh intesitas cahaya disekitar ruangan.
3. Komunikasi antara PLC dan HMI dapat berjalan dengan sesuai dengan yang
diharapakan.
4. Palang pemisah bola tiap warna berkerja sesuai dengan warna yang sudah
ditentukan.
5.2. Saran
Setelah melakukan pengujian maka diperoleh beberapa hal yang bisa menjadi saran
untuk perkembangan penelitian lebih lanjut:
1. Sensor pendeteksi warna bola perlu diganti dengan webcam untuk mendeteksi
warna bola dengan cepat.
2. Bagian hardware sistem seperti proses turun bola secara satu persatu, belt
konveyor dan juga bentuk dari konveyor harus didesain ulang atau dirancang lebih
minimalis agar tidak terjadi kesalahan pada saat aktif sistem.
3. Perlu adanya penambahan sensor untuk mendeteksi tiap posisi keadaan bola.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
86
DAFTAR PUSTAKA
[1] "DNM the power of indutri," [Online]. Available: https://www.dnm.co.id/aplikasi-plc-
dan-manfaat-dalam-dunia-industri-modern/. [Accessed 14 februari 2019].
[2] "SCADA," [Online]. Available: http://fungsi.info/fungsi-scada-dan-manfaatnya/.
[Accessed 21 february 2019].
[3] "SISTEM PENGEPAKAN PRODUK DENGAN," [Online]. Available:
https://docplayer.info/31442594-Tugas-akhir-sistem-pengepakan-produk-dengan-
kendali-plc-siemens-s7-300.html. [Accessed 13 november 2018].
[4] "ELEKTRONIKA DASAR," 13 JANUARI 2019. [Online]. Available:
https://elektronika-dasar.web.id/sensor-warna-tcs230/. [Accessed 13 january 2019].
[5] "ARDUINO UNO," [Online]. Available: https://ilearning.me/sample-page-
162/arduino/pengertian-arduino-uno/. [Accessed 25 januari 2019].
[6] Schneider Elektrc, modicon M221 logic controller hardware guide, pp. 201-206, 2019.
[7] "DNM," [Online]. Available: https://www.dnm.co.id/mengenal-conveyor-system/.
[Accessed 1 februari 2019].
[8] "TEKNIKELEKTRONIKA," [Online]. Available:
https://teknikelektronika.com/pengertian-motor-dc-prinsip-kerja-dc-motor/.
[Accessed 12 februari 2019].
[9] "Immersa," [Online]. Available: http://www.immersa-lab.com/pengertian-relay-
fungsi-dan-cara-kerja-relay.htm. [Accessed 18 januari 2019].
[10] "Elektronika Dasar," [Online]. Available: https://elektronika-dasar.web.id/limit-
switch-dan-saklar-push-on/. [Accessed 9 februari 2019].
[11] "ajihfareza," WEB SITE ELEKTRONIKA, [Online]. Available:
http://www.ajifahreza.com/2017/04/menggunakan-buzzer-komponen-suara.html.
[Accessed 7 maret 2019].
[12] kitoma indonesia, "Kitoma Indonesia," [Online]. Available:
http://www.kitomaindonesia.com/article/16/programmable-logic-controller.
[Accessed 14 februari 2019].
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
87
[13] H. Wicaksono, Dasar-dasar Pemrograman SCADA Software dengan Wonderware In
Touch, Yogyakarta: GRAHA ILMU, 2012.
[14] H. Wicaksono, PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER Teori, Pemrograman
dan Aplikasinya dalam Otomasi Sistem, Yogyakarta: GRAHA ILMU, 2009.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
88
LAMPIRAN
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-1
Lampiran 1. Program arduino
#define S0 7
#define S1 8
#define S2 9
#define S3 10
#define sensorOut 11
int frequencyR = 0;
int frequencyG = 0;
int frequencyB = 0;
int keadaan = 0;
void setup()
pinMode(S0, OUTPUT);
pinMode(S1, OUTPUT);
pinMode(S2, OUTPUT);
pinMode(S3, OUTPUT);
pinMode(sensorOut, INPUT);
digitalWrite(S0,HIGH);
digitalWrite(S1,LOW);
Serial.begin(9600);
void loop()
unsigned int AnalogValue;
AnalogValue = analogRead(A0);
keadaan = AnalogValue;
Serial.println ("kosong");
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(5,LOW);
digitalWrite(6,LOW);
delay(1000);
if ( keadaan > 500 )
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-2
digitalWrite(S2,LOW);
digitalWrite(S3,LOW);
frequencyR = pulseIn(sensorOut, LOW);
frequencyR = abs(frequencyR);
Serial.print("R= ");//printing name
Serial.print (frequencyR);//printing RED color frequency
Serial.print(" ");
delay(100);
digitalWrite(S2,HIGH);
digitalWrite(S3,HIGH);
frequencyG = pulseIn(sensorOut, LOW);
frequencyG = abs(frequencyG);
Serial.print("G= ");//printing name
Serial.print (frequencyG);//printing RED color frequency
Serial.print(" ");
delay(100);
digitalWrite(S2,LOW);
digitalWrite(S3,HIGH);
frequencyB = pulseIn(sensorOut, LOW);
frequencyB = abs(frequencyB);
Serial.print("B= ");//printing name
Serial.print (frequencyB);//printing RED color frequency
Serial.println(" ");
delay(100);
if (frequencyR<=15000 && frequencyR>=4000 && frequencyG<=14000 &&
frequencyG>=6000 && frequencyB<=21000 && frequencyB>=10000)
Serial.println ("warna lain");
analogWrite(3,60);
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(5,LOW);
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-3
digitalWrite(6,LOW);
delay (5000);
else if (frequencyR<=frequencyB && frequencyR<=frequencyG)
Serial.println ("merah");
analogWrite(3,255);
digitalWrite(12,HIGH);
digitalWrite(5,LOW);
digitalWrite(6,LOW);
delay (10000);
else if (frequencyG<=frequencyR && frequencyG<=frequencyB)
Serial.println ("hijau");
analogWrite(3,190);
digitalWrite(5,HIGH);
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(6,LOW);
delay (10000);
else if (frequencyB<= frequencyR && frequencyB<= frequencyG)
Serial.println ("biru");
analogWrite(3,125);
digitalWrite(6,HIGH);
digitalWrite(12,LOW);
digitalWrite(5,LOW);
delay (10000);
delay(10);
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-4
if (keadaan <500)
analogWrite (3,0);
Lampiran 2 Program ladder PLC
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-5
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-7
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-8
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-9
Lampiran 3 komunikasi Via Ethernet
Konfigurasi I/O Server Pada MBENET
MBENET berfungsi untuk menghubungkan alamat I/O maupun memori antara
PLC dan juga HMI. Berikut adalah langkah-langkah yang dilakukan supaya komunikasi
antara PLC dan HMI dapat berjalan atau terhubung dengan baik:
1. Membuka aplikasi MBENET.
2. Pilih topic definition pada menu configure.
Gambar 4.19 Tampilan menu configure pada MBENET
3. Kemudian akan terlihat definisi topik yang sudah dibuat atau kosong jika belum
pernah membuat. Terdapat beberapa opsi yang dapat digunakan yaitu membuat
topik definisi baru, memodifikasi topik definisi yang sudah ada dan menghapus
topik definisi.
Gambar 4.20 Tampilan topic definition MBENET
4. Selanjutnya jika membuat topik definisi yang baru ada beberapa hal yang perlu atur
seperti topic name yang kita ingin dan juga mengatur alamat ip yang digunakan
pada alamat ip PLC.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-10
Gambar 4.21 Pengaturan topic Definition MBENET
Konfigurasi I/O Server Pada Intouch
Pada bagian akan menjelaskan tahap selanjutnya untuk komunikasi antara PLC
dan HMI. Berikut merupakan langkah-langkah untuk konfigurasi komunikasi HMI dengan
MBENET:
1. Buka aplikasi Wonderware Intouch.
2. Pilih access names pada menu spesial.
Gambar 4.22 Tampilan menu spesial pada Wonderware Intouch
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-11
3. Akan terlihat access name yang sudah pernah dibuat sebelumnya dan akan terlihat
kosong jika belum pernah dibuat. Terdapat beberapa opsi pilihan yaitu membuat
acces name baru, memodifikasi access name, dan menghapus access name.
Gambar 4.23 Tampilan access name
4. Selanjutnya pengaturan seperti pada gambar 4.22 dengan access name sesuai
dengan yang diinginkan dan nama topik yang sudah dibuat pada MBENET.
Gambar 4.24 Pengaturan access name
Konfigurasi Alamat IP Pada PLC
Pada bagian ini akan membahan komunikasi antara PLC dengan komputer yang
dilakukan melalui jaringan ethernet. Supaya PLC dapat melakukan komunikasi dengan
komputer, maka perlu dilakukan pengaturan alamat ip pada aplikasi SoMachineBasic seperti
berikut:
1. Buka aplikasi SoMachineBasic.
2. Pilih menu configuration, kemudian gantilah tipe PLC (M221 Logic Controller)
menjadi TM221CE24R seperti pada gambar 4.23.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-12
Gambar 4.25 Tampilan menu SoMachineBasic
3. Kemudian pilih menu ETH1, kemudian pilih opsi Fixed IP address dan isikan
alamat ip sesuai dengan yang diinginkan jika sudah selesai klik Apply maka alamat
ip PLC otomatis terganti dengan yang baru. Dapat dilihat pada gambar 4.33.
Gambar 4.26 Tampilan menu ETH1 pada SoMachineBasic
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
L-13
Lampiran 4 Perubahan nilai analog tanpa menggunakan low pass filter
Pada masukkan nilai analog pada PLC tanpa menggunakan rangkaian low pas
filter nilai yang dihasilkan selalu berubah-ubah.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI