UNIVERSITAS BINA NUSANTARA. Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil tahun 2006/2007

Transkripsi

1 UNIVERSITAS BINA NUSANTARA Jurusan Sistem Komputer Skripsi Sarjana Komputer Semester Ganjil tahun 2006/2007 PENGAPLIKASIAN IC AT89S52 DALAM PERANCANGAN PLC Suyong Mursalim Abstrak Saat ini PLC sangat berguna untuk mempermudah dalam pengontrolan di industri. Tujuan pembuatan skripsi ini adalah untuk merancang alat PLC dengan menggunakan IC AT 89S52, yang mudah digunakan dan tidak memerlukan pneumatic untuk menggerakkannya sehingga bisa melakukan eksperimen di rumah. Metode yang digunakan dalam pembuatan skripsi ini adalah metode Analisis, metode Perancangan dan metode pengumpulan data. Metode analisis dilakukan dengan menganalisis informasi tentang PLC dengan berbagai cara. Metode perancangan dilakukan dengan perancangan perangkat keras dan lunak. Metode pengumpulan data dilakukan dengan mengumpulkan data melalui berbagai cara. Hasil yang diperoleh dalam skripsi PLC ini berupa alat PLC yang menggunakan IC AT89S52 sebagai sentral kontrol unitnya yang mempunyai modul masukan dan modul keluaran yang berbeda dengan lab praktikum yang ada pada Univ Binus, dimana tidak memerlukan pneumatic untuk menggerakkannya dan mudah digunakan sehingga bisa di coba di rumah sendiri. Dan dalam skripsi PLC untuk pengontrolan relai-relai secara teratur yang bisa mengendalikan lampu, motor dc dan buzzer secara otomatisasi dari input2 sensor yang ada, sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai. Jadi dapat disimpulkan Perancangan PLC ini bisa mengontrol alat alat sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai dalam industri dan mudah digunakan karena alatnya praktis dan tidak menggunakan peneumatic sebagai penggeraknya Kata Kunci PLC, Pengontrolan secara otomatisasi, relai, praktis dan mudah digunakan. iv

2 PRAKATA Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan anugerah-nya yang telah membimbing dan menguatkan saya sehingga dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul PENGAPLIKASIAN IC AT89S52 DALAM PERANCANGAN PLC. Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat untuk melengkapi studi Strata-1 (S1) pada jurusan Sistem Komputer Universitas Bina Nusantara, Jakarta. Selama penulisan skripsi, banyak bantuan dan dukungan moral yang telah penulis terima dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini kami ingin menyampaikan terima kasih kepada : 1. Alamarhum Ibu Dr. Th. Widia Soerjaningsih, selaku Rektor Universitas Bina Nusantara sampai tahun yang sebelumnya telah sangat membantu serta sebagai inspirasi dan semangat dalam menyelesaikan skrispsi. 2. Bapak Wiedjaja, S. Kom, selaku Ketua Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan kepada penulis. 3. Bapak Robby, S. Kom., MT selaku Sekretaris Jurusan Sistem Komputer yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan kepada penulis. 4. Bapak DR Suryadi Putra Liawatimena, selaku dosen aplikasi Mikro yang sangat membantu dalam penyelesaian skripsi ini. 5. Almarhum mama tercinta yang sebelumnya telah memberi dorongan moril dan semangat selama penyusunan skripsi ini. 6. Para Dosen Universitas Bina Nusantara yang telah mengajar saya sejak saya mulai menimba ilmu di kampus ini. v

3 7. Bapak Jusuf Bintoro, Drs, M.T., selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan, pengarahan dan saran dalam penyusunan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik serta saran yang membangun dari pembaca sangat dibutuhkan agar dapat membuat skripsi ini lebih baik. Akhir kata, penulis merasa sangat bersyukur apabila skripsi ini dapat berguna bagi kepentingan orang banyak. Semoga hasil karya ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan memberikan sumbangsih kepada almamater dalam membangun manusia Indonesia seutuhnya. Terima Kasih. Jakarta, 7 April 2007 Penulis vi

4 DAFTAR ISI Halaman Judul Luar Halaman Judul Dalam Halaman Persetujuan HardCover Abstrak Prakata Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran i ii iii iv v vii xii xiv xviii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Ruang Lingkup Tujuan dan Manfaat Metodologi Metode Analisis Metode Perancangan Metode pengumpulan data Sistematika Penulisan 6 vii

5 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Sejarah Teknologi PLC Latar Belakang Pemakaian PLC Kelebihan dan kekurangan PLC Pengertian PLC Teori Dasar PLC Perbedaan PLC dengan computer Sistem PLC Cara kerja sistem PLC Penyusunan sistem PLC Mikrokontroler Memori Programmer atau monitor I/O MODULES (INTERFACES) Modul Input Modul output Besaran Tegangan I/O Jenis-jenis I/O Logic Function Chart IC AT8952 Dan PIN Konfigurasi Fitur-fitur dari IC AT89S52 35 viii

6 2.6.2 FUNGSI DAN PENJELASAN - PENJELASAN SETIAP KAKI PIN DAN DESKRIPSI IC AT 89S Konfigurasi PIN ISP IC AT89S RS 232 dan PIN Konfigurasi IC ULN 2803 dan PIN Konfigurasi Optoisolator 4N25 dan PIN Konfigurasi Teori, Arti dan Pengertian Optocoupler Relay Teori Relay Teori Histeresis Dalam Sebuah Relay Program LadderWork Sejarah LadderWork Teori Singkat dan Penjelasan Program LadderWork Pengertian dan hubungan-hubungan dalam Program LadderWork 88 BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1 Rancangan perangkat keras PLC Cara kerja dari PLC dengan menggunakan IC AT89S Modul masukan dan keluaran PLC Modul Input 109 ix

7 Modul Output ISP (In System programming) langkah-langkah menjalankan PLC IC AT 89S Optoisolator IC Motor ULN Relai Rancangan perangkat lunak Fungsi fungsi logika Aljabar Boolean Perancangan Ladder Diagram Dengan Program Ladder Work Analisis program Rancang Bangun 148 BAB 4 IMPLEMENTASI DAN EVALUASI 4.1 Spesifikasi Sistem Perangkat Keras Spesifikasi Perancangan PLC 8 bit input dan output Spesifikasi Sistem PLC Secara Keseluruhan Perangkat Lunak Prosedure Pengoperasian Sistem 151 x

8 4.3 Daftar komponen yang digunakan Pengukuran dan Evaluasi kinerja PLC Kelemahan dan kelebihan dari PLC yang dibuat pada skripsi 161 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 164 DAFTAR PUSTAKA 165 RIWAYAT HIDUP 166 LAMPIRAN-LAMPIRAN L1 L108 xi

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 PIN Port 1 39 Tabel 2.2 PIN Port 3 40 Tabel 2.3 T2CON-Timer / Counter 2 Control Register 44 Tabel 2.4 AUXR: Auxiliary Register 45 Tabel 2.5 AUX R1 : Auxiliary Register 1 45 Tabel 2.6 Interrupt Enable (IE) register 53 Tabel 2.7 Mode Power Down 56 Tabel 2.8 karakteristik tegangan DC 59 Tabel 2.9 DB9 Cable Connections Commonly Used for EIA/TIAE-232E and V.24 Asynchronous Interfaces 61 Tabel 2.10 PIN DESCRIPTIONS RS Tabel 3.1 Spesifikasi I/O 109 Tabel 3.2 Deskripsi pin out DB Tabel 3.3 ladder diagram Tabel 3.4 ladder diagram Tabel 3.5 ladder diagram Tabel 3.6 ladder diagram Tabel Penyederhana Peta K Tabel Penyederhana Peta K Tabel Penyederhana Peta K xii

10 Tabel 4.1 Tegangan tegangan pada percobaan ladder diagram Tabel 4.2 Tegangan tegangan pada percobaan ladder diagram Tabel 4.3 Tegangan tegangan pada percobaan ladder diagram Tabel 4.4 Tegangan tegangan pada percobaan ladder diagram xiii

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Data processing dan process control computer 13 Gambar 2.2 Diagram keseluruhan system PLC 14 Gambar 2.3 Blok Diagram CCU 16 Gambar 2.4 Sistem kerja diagram blok PLC 17 Gambar 2.5 Susunan Sistem PLC 19 Gambar 2.6 PLC Input Module layout 26 Gambar 2.7. PLC Output Module layout 27 Gambar 2.8. Saklar 29 Gambar 2.9. Diagram Konfigurasi PIN AT89S52 33 Gambar Diagram blok AT89S52 34 Gambar Timer capture mode 51 Gambar Interrupt 52 Gambar 2.13 Hubungan-hubungan Osilator 54 Gambar 2.14 Konfigurasi eksternal clock drive 55 Gambar 2.15 Penyinaran memori dengan mode serial ISP 58 Gambar 2.16 Data mode serial ISP dalam bentuk gelombang 58 Gambar 2.17 Konfigurasi PIN RS Gambar 2.18 Diagram fungsional 60 Gambar 2.19 gambar fisik RS 232 DB 9 61 Gambar 2.20 Receiver output enable and disable timing 63 xiv

12 Gambar 2.21 Dual Charge Pump 64 Gambar 2.22 Transmitter and Slew rate definition 65 Gambar 2.23 Receiver dan Propagation delay definition 66 Gambar 2.24 PIN and Schematic Circuit ULN Gambar 2.25 Optoisolator IC 4N25 dan PIN Konfigurasi 69 Gambar 2.26 Skematik dan Rangkaian Uji Opto coupler IC 4N25 69 Gambar 2.27 Konstruksi Fisik Optocoupler 71 Gambar 2.28 Diagram Skema Optoisolator 71 Gambar 2.29 Konfigurasi Diagram Blok Optocoupler 75 Gambar 2.30 Karekteristik Dioda LED 76 Gambar Rangkaian Sederhana dengan Menggunakan Opto 4N25 77 Gambar Solid State Relay 79 Gambar Jenis jenis Pole dan Throw dalam sebuah Relay 80 Gambar Sebuah dioda pelindung pada sebuah relay. 82 Gambar Sirkuit simbol dalam hubungan hubungan Relay 83 Gambar IDE LadderWork 90 Gambar IDE LadderWork dengan keadaan awal 91 Gambar gambar Ladder Work dalam keadaan sedang beroperasi 92 Gambar IDE ToolBar LadderWork 93 Gambar Menu File 94 Gambar Menu Edit 95 Gambar Menu BUILD 97 Gambar Status Compile dengan tanpa kesalahan 97 xv

13 Gambar Status Compile dengan kesalahan 97 Gambar Menu Upload 98 Gambar Menu View 99 Gambar Pilihan-pilihan dari sub menu Toolbar 99 Gambar Menu Zoom 101 Gambar Menu Options 102 Gambar Sub Menu Compiler 102 Gambar 2.51 Tempat penyimpanan komponen-komponen 105 Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem 106 Gambar 3.2 Diagram schematic PLC 107 Gambar 3.3 saklar 109 Gambar 3.4 Pemrograman mode serial ISP 112 Gambar 3.5 fisik pin mode DB Gambar 3.6 IC AT 89S Gambar 3.7. hubungan-hubungan Osilator 117 Gambar 3.8. konfigurasi eksternal clock drive 118 Gambar 3.9 Optocoupler 119 Gambar 3.10 IC Motor ULN Gambar 3.11 Relai 121 Gambar Ladder Diagram ( LDR ) 122 Gambar Ladder diagram 1 dan Fungtion chartnya 127 Gambar Ladder diagram Gambar Ladder diagram 3 (XOR) dan Fungtion chartnya 129 xvi

14 Gambar Ladder diagram 4 dan fungtion chartnya 130 Gambar Representasi diagram ladder PLC dari tabel kebenaran 132 Gambar 3.18 Ladder diagram PLC dengan menggunakan Timer 136 Gambar Ladder diagram PLC dengan menggunakan counter. 139 Gambar Ladder Diagram ( LDR ) 140 Gambar Hubungan-hubungan komputer dengan Alat PLC dan plant. 148 Gambar Sketsa lat PLC 149 Gambar 4.1. Ladder diagram Gambar 4.2. Ladder diagram 2 (XOR) 156 Gambar 4.3. Ladder diagram 3 (XOR) dan Fungtion chartnya 157 Gambar 4.4 Representasi diagram ladder 4 PLC dari tabel kebenaran 158 xvii

15 DAFTAR LAMPIRAN Source Code Program L - 1 Gambar rangkaian perangkat keras dan fisik PLC beserta perangkat Lunak L - 8 Sensor input L - 61 Data sheet komponen di alat PLC L - 71 xviii