RANCANG BANGUN PERANGKAT KERAS SISTEM BALL SORTING BERBASIS PLC FESTO PROYEK AKHIR

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN PERANGKAT KERAS SISTEM BALL SORTING BERBASIS PLC FESTO PROYEK AKHIR Laporan ini ditulis sebagai salah satu syarat mendapatkan gelar Diploma III Oleh Meisa Dewi Saraswati PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BANDUNG 2012

2

3 ABSTRAK Programmable logic Control (PLC) adalah elemen kendali yang fungsi pengendaliannya dapat diprogram sesuai dengan kebutuhan. PLC FESTO merupakan jenis PLC baru. Salah satu aplikasi PLC FESTO yaitu sistem ball sorting. Spesifikasi dari perangkat keras sistem ball sorting berbasis PLC FESTO ini adalah menyeleksi bola berdasarkan warna dan jenis yang digunakan untuk di simpan di jalurnya masing-masing secara otomatis. Sensor yang digunakan yaitu sensor pendeteksi keberadaan bola juga untuk pendeteksi warna bola dengan menggunakan phototransistor dan infrared, sensor induktif sebagai pendeteksi bola berbahan logam. Kata kunci : PLC FESTO, Ball Sorting, Sensor keberadaan, Sensor warna, Sensor induktif, Phototransistor, Infrared.

4 ABSTRACT Programmable Logic Control (PLC) is an element of control that control functions can be programmed as needed. FESTO PLC is a new type of PLC. One application of the FESTO PLC ball sorting system. Hardware Specifications of Ball Sorting System PLC FESTO is selected based on the color and type of ball used to be kept in each track automatically. The sensor used is a sensor for detecting the presence of the ball also the color of the ball by using a detector and an infrared phototransistor, an inductive sensor as a detector made of a metal ball. Keywords : PLC FESTO, Ball Sorting, Presence Sensor, Colour Sensor, Inductive Sensor, Phototransistor, Infrared.

5 KATA PENGANTAR Alhamdulillahi rabbil alamin, segala puji dan sykur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia-nya lah penulis dapat menyelesaikan proyek ahkhir beserta laporan yang berjudul Rancang Bangun Perangkat Keras Sistem Ball Sorting Berbasis PLC. Laporan proyek akhir ini diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan Diploma III Program Studi Teknik Elektronika, Jurusan Teknik Elektro, Politeknik Negeri Bandung. Dalam pembuatan proyek akhir ini penulis banyak mendapat hambatan dan rintangan, akan tetapi berkat bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak penulis dapat menyelesaikan proyek akhir ini.untuk itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terimakasih kepada : 1. Bapak Ir. Hari Purnama, M. Eng, selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro 2. Ibu Ervin Masita Dewi, MT. selaku ketua Program Studi Teknik Elektronika 3. Bapak Ir Edi Rakhman, M.Eng, selaku dosen pembimbing 1 4. Bapak Rida Hudaya, DUTech.,ST.,DEA, selaku dosen pembimbing 2 5. Dewan Penguji 6. Panitia Proyek Akhir Saudara Dimas Bambang Sulaiman, Firman Ar Rasyid, Amri Salman Rizal, Liga Tri Nugraha, serta semua teman-teman Elektronika III-A, dan 8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu yang telah banyak membantu, semoga Allah SWT membalas segala kebaikannya. Semoga laporan proyek akhir ini dapat memberikan manfaat untuk kalangan mahasiswa khususnya dan masyarakat pada umumnya. Kritik serta saran penulis harapkan untuk perbaikan laporan proyek akhir ini. Bandung, Juni 2012 Penulis

6 DAFTAR ISI ABSTRAK... i ABSTRACT... ii KATA PENGANTAR...iii LEMBAR PERSEMBAHAN... iv DAFTAR ISI... v DAFTAR GAMBAR... vi DAFTAR TABEL... vii BAB I PENDAHULUAN... 1 I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Tujuan... 2 I.3 Rumusan Masalah... 2 I.4 batasan Masalah... 3 I.5 Metodologi... 3 I.6 Sistematika Penulisan... 5 BAB II LANDASAN TEORI... 6 II.1 Sensor... 6 II.1.1 Sensor Infrared... 7 II.1.2 Karakterisasi Sensor Infrared... 9 II.2 Transduser II.2.1 Klasifikasi Transduser II.2.2 Pemilihan Transduser II.3 Phototransistor II.3.1 Karakteristik Phototransistor II.4 Sensor Induktif II.5 IC LM II.6 Transistor II.7 Relay... 21

7 II.8 Programmable Logic Control (PLC) II.8.1 Perangkat PLC II.9 PLC FESTO II.9.1 FESTO DIDACTIC Sitem II.10 Solenoid II.10.1 Sistem Kerja Solenoid II.10.2 Jenis Solenoida II.10.3 Powering Solenoida II.11 Pemograman PLC FESTO Didactic II.11.1 Ladder Diagram II.11.2 Instruksi-instruksi yang terdapat pada Ladder Diagram PLC II.11.3 Instruction List II.11.4 Function Chart II.12 Cara Kerja Alat BAB III PERANCANGAN DAN REALISASI III.1 Tujuan Perancangan III.2 Prinsip Kerja Alat III.3 Spasifikasi Perancangan III.4 Kriteria Perancangan III.5 Perancangan Blok Diagram III.6 Realisasi Perancangan III.7 Memilih Komponen Solenoid III.8 Merancang Rangkaian Driver Solenoid III.9 Perancangan Input dan Output PLC III.10 Merancang dan Realisasi Rangkaian Driver Sensor Warna III.11 Merancang dan realisasi Rangkaian Driver Sensor Keberadaan III.12 Merancang dan Realisasi Rangkaian Driver Sensor Induktif III.13 Desain Mekanik Sistem Ball Sorting III.14 Deskripsi Proses III.4.1 Deskripsi Keadaan Awal... 48

8 III.4.2 Deskripsi Ketika Boa di Area Sensor III.14.3 Deskripsi Ketika Bola Sudah Melewati Jalur-Jalurnya III.15 Perancangan Dan Realisasi Perangkat Lunak (Software) III.15.1 Diagram Alir III.15.2 State Diagram Sistem Ball sorting Berbasis PLC FESTO BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA IV.1 Pengujian Rangkaian Driver Solenoid IV.2 Pengujian PLC FESTO IV.3 Pengujian dan Pengukuran Rangkaian Sensor Keberadaan IV.4 Pengujian dan Pengukuran Sensor Warna IV.5 Pengujian dan Pengukuran Sensor Induktif IV.6 Pengamatan Jarak Sensor Terhadap Permukaan Bola IV.6 Pengujian Secara Keseluruhan BAB V KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 LED Inframerah Tipe TSAL Gambar 2.1 LED Inframerah Tipe TSAL Gambar 2.3 Skema rangkaian pembagian tegangan Gambar 2.4 Skema rangkaian pembagi tegangan ketika (a) disinari; (b) tidak disinari Gambar 2.5 Gambaran umum masukan keluaran transduser Gambar 2.6 Rangkaian Ekuivalen Phototransistor dan simbol Phototransistor Gambar 2.7 Phototransistor Gambar 2.8 Sensitivitas phototransistor Gambar 2.9 Karakteristik arus dan tegangan Gambar 2.10 Karakteristik Phototransistor Gambar 2.11 Cylindrical proximitysensor E2GN Gambar 2.12 Simbol IC LM Gambar 2.13 Dasar Polaritas Transistor Gambar 2.14 Bentuk Fisik Relay Omron MY2NJ Gambar 2.15 Prinsip Kerja Relay Gambar 2.16 Tampilan PLC FESTO FEC Gambar 2.17 a Element PLC FESTO Gambar 2.17 b Element PLC FESTO Gambar 2.17c Kabel Koneksi PLC FESTO Gambar 2.17d Contoh Koneksi PLC FESTO ke PC Gambar 2.18 Koneksi antara PLC dengan Easy Port Gambar 2.19 Rincian Koneksi antara PLC dengan Easy Port Gambar 2.20 Solenoid 12 Vdc Gambar 2.21 jenis solenoid Gambar 2.22 Prinsip kerja Solenoid Gambar 2.23 Contoh Ladder diagram Gambar 2.24 Contoh instruksi AND dan AND NOT Gambar 2.25 Contoh instruksi LD dan LD NOT... 35

10 Gambar 2.26 Contoh instruksi OR dan OR NOT Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem Gambar 3.2 Solenoid yang diakai dalam sistem ball sorting Gambar 3.3 Skematik rangkaian driver solenoid Gambar 3.4 Rangkaian sensor warna Gambar 3.5 Realisasi Rangkaian Sensor warna Gambar 3.6 Rangkaian sensor keberadaan Gambar 3.7 Realisasi Rangkaian Sensor Keberadaan Gambar 3.8a Skematik Rangkaian Sensor Induktif Gambar 3.8b. Realisasi Rangkaian sensor induktif Gambar 3.9 Desain alat sistem ball sorting Gambar 3.10 Desain jalur sistem ball sorting Gambar 3.11 Realisasi mekanik sistem ball sorting Gambar 3.12 Realisasi mekanik jalur bola sistem ball sorting Gambar 3.13 diagram alir Gambar 3.15 State Diagram Gambar 4.1 Rangkaian Driver Solenoid Gambar 4.2 Pin PLC FETO Gambar 4.3 Rangkaian Sensor Keberadaan Gambar 4.4 Rangkaian Sensor Warna Gambar 4.5 Skematik driver rangkaian sensor induktif Gambar 4.6 Model percobaan untuk pengamatan karakteristik Phototransistor.. 60

11 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Spesifikasi FESTO FEC Tabel 3.1 Daftar Alamat Input PLC Tabel 3.2 Daftar Alamat Output PLC Tabel 4.1 Pengujian Output dalam Beberapa Kondisi Tabel 4.2. Pengukuran Tegangan Output dan Arus Output Tabel 4.3. Keterangan Pin PLC FESTO Tabel 4.4 Hasil Pengujian Pin PLC FESTO Tabel 4.5 Data Pengukuran Rangkaian Sensor Keberadaan Tabel 4.6 Data Pengujian Rangkaian Sensor Warna Tabel 4.7 Data Pengujian Rangkaian Sensor Induktif Tabel 4.8 Data hasil pengukuran karakteristik phototransistor... 60

12 DAFTAR PUSTAKA Budiman,Sugara, Banyu.Modul Pelatihan PLC Berbasis FESTO. Politeknik Negeri Bandung. Bandung: Rakhman, Edi. Modul Praktikkum Sistem Otomasi Industri. Politeknik Negeri Bandug. Bandung : Hanief, Achmad. Alat Pentortir Benda 3 Warna (Modul Praktikkum Kendali Berbasis PLC). Politeknik Negeri Bandung. Bandung : Sri Widodo, Thomas.2002.Elektronika Dasar.Jakarta:Salemba Teknika CS Rangaan et. al., 1990, Instrumentation: Devices and Systems, Tata McGraw-Hill Publishing Company Ltd., New Delhi znc45nta abelan.pdf

13 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Curriculum Vitae Nama / Name : Meisa Dewi Saraswati Alamat / Address : Perumahan Puri Fajar Blok A8 No.1 Cibeber, Cimahi Selatan, Kota Cimahi Nomor Telepon / Phone : meisa_dewi@yahoo.com Jenis Kelamin / Gender : Perempuan Tempat Lahir / Place of Birth : Ciamis Tanggal Lahir / Date of Birth : 16 Oktober 1990 Status / Marital Status : Belum Menikah Warga Negara / Nationality : Indonesia Agama / Religion : Islam Riwayat Pendidikan dan Pelatihan Pendidikan Formal / Formal Education : Periode Sekolah / Institusi Jurusan Program studi Jenjang Politeknik Negeri Bandung Teknik Elektro Teknik Elektronika DIII SMA Negeri 2 Cimahi IPA IPA SMA SMP Negeri 3 Cimahi Umum Umum SMP Pendidikan Non-formal / Informal Education (Training, Seminar) Training Year Latihan Dasar Kedisiplinan (POLBAN, Bandung ) Seminar Moving Forward With SCADA (Pendopo POLBAN, Bandung 2011)