Sistem Pengendalian Ketinggian Cairan dalam Bentuk Level Simulator Berbasis AVR 8535 yang Dikendalikan. Melalui Jaringan TCPlIP

Transkripsi

1 U 1Kj,\fliI\ : 4 2 Volume15, Nomor 1 Oktober 2010 Implementasi Six Sigma Dalam Upaya Pengendalian Kualitas Produk Sakelar Tipe E426/16SL di PT. X (Studi Kasus di PT. X, Perusahaan Sakelar) Herry Agung Prabowo, Muhammad Ridwan Kholil, Farida Perawatan Terjadwal dengan Monitoring Vibrasi sebagai Pencegahan Kerusakan pada Peralatan Mesin (Rotating Machine) (Studi Kasus Misalignment) Abdul Hamid Sistem Pengendalian Ketinggian Cairan dalam Bentuk Level Simulator Berbasis AVR 8535 yang Dikendalikan. Melalui Jaringan TCPlIP Yudhi Gunardi, Muhendrik Fakh rudin Arrozi Perancangan Six Sigma pada Produsen Tabung Gelas Indra Almahdy, Yakobus Priyagung IN, Sonny Koeswara Analisa System Pengendalian Banjir Abdul Hamid Pengendalian Persediaan Bahan Baku dengan Metoda JITIEOQ pada Industri Ki mia Tekstil /ndra Almahdy, Aan Muhamad Aroni Studi Kasus Vibrasi Rotor Generator STG 1.0 PLTGU Muara Karang PLTGU Muara Karang Mustari Lamma, Agus Sunaryon

2 TEKNIK MESIN TEKNIK ELEKTRO TEKNIK INDUSTRI JURNAL ILMIAH SINERGI MEReu BUANAI$o9QOt : 2Of)I)LiOno: Q ~2563e ISSN: 1410~ 2331 Volume 15, Nomor 1 ' Oktober 2010 Implementasi Six Sigma Dalam Upaya Pengendalian Kualitas Produk Sakelar Tipe E426j16SL di PT. X (Studi Kasus di PT. X, Perusahaan Sakelar) HerryAgung Prabowo, Muhammad Ridwan Kholil, Farida Perawatan Terjadwal dengan Monitoring Vibrasi sebagai Pencegahan Kerusakan pada Peralatan Mesin (Rotatin-g Machine) (Studi Kasus Misalignment) Abdul Hamid Sistem Pengendalian Ketinggian Cairan dalam Bentuk Level Simulator Berbasis AVR 8535 yang Dikendalikan Melalui Jaringan TCPlIP Yudhi Gunardi, Muhendrik Fakhrudin Arrozi Perancangan Six Sigma pada Produsen Tabung Gelas Indra Almahdy, Yakobus Priyagung IN, Sonny Koeswara Analisa System Pengendalian B~njir AbdulHamid Pengendalian Persediaan Bahan Baku dengan Metoda litieoq pada Industri Kimia Tekstil Indra Almahdy, Aan MuhamadAroni Studi Kasus Vibrasi Rotor Generator STG 1.0 PLTGU Muara Karang PLTGU Muara Karang Mustari Lamma, Agus Sunaryono 47-52

3 TEKNIK MESIN TEKNIK ELEKTRO TEKNIK INDUSTRI JURNAL ILMIAH SINERGI ISSN: 1410"2331 Volume 15~ Nomor 1 Oktober 2010 Penanggung Jawab Wakil Penanggung Jawab DewanAhli Redaksi Alamat Penerbit & Redaksi Torik Husein Ir MT Andi Adriansyah Ir MEng Dr Ariono Abdulkadir Ir MSME PhD IPM Prof (Teknik Mesin) Usman Sudjadi Dipl-Ing APU Dr-rer nat Prof (Teknik Mesin) Hamzah Hilal Dr (Teknik Elektro Tenaga) Mudrik Alaydrus Dr-Ing (Teknik Elektro Telekomunikasi) Dana Santoso Saroso Ir MEngSc PhD (Teknik Industri) Abdul Hamid MEng Dr (Teknik Mesin) Yudhi Gunardi Ir MT (Teknik Elektro) Muhammad Kholil Ir MT (Teknik Industri) Indra Almahdy Ir MSc Fakultas Teknologi Industri Universitas Mereu Buana JI. Raya Meruya Selatan Kembangan Jakarta Tel (021) ext Fax (021) ftlmereubuana.ae.id Redaksi menerima tulisan ilmiah tentang hasil penelitian, survei, dan kajian pustaka yang erat hubungannya dengan bidang Teknik Mesin, Teknik Elektro, dan Teknik Industri, diki:imkan via ke Redaksi: a.hamid@mercubuana.ae.id (Teknik Mesin) yudi@mercubuana.ac.id (Teknik Elektro) m.kholil@mercubuana.ac.id (Teknik Industri)

4 Jurnailimiah SINERGI (Volume 15 Nomor 1 Oktober 2010) ISSN: Sistem Pengendalian Ketinggian Cairan dalam Bentuk Level Simulator Berbasis AVR 8535 yang Dikendalikan Melalui Jaringan TCP/IP Yudhi Gunardi, Muhendrik Fakhrudin Arrozi Teknik Elektro Universitas Mercu Buana, Jakarta ABSTRACT Design an equipment industrial control system which simulated in a level control simulator using the AVR Microcontroller 8535 model, in such as a tank in the industry that is equipped with two valves for filling with fluid, and a pump for pumping fluid out of the tank and level Transmitter to measure the level ofthe tank. By controlling the level of the simulator is using a PC computer via the parallel port either manually or auto remote, making the PC computer as a PC at home is not only common but also can control the level of equipment such as additional software simulator with Visual Basic 6. O. Controlling not only for a single PC computer located near the controlled equipment, but developed with a solution is to use a client-server model on computer network. This model gives the possibility to the user or client that is connected with a local network with Lan and WiFi to the PC server-side that connects directly to the level simulator, can contribute to monitor and control the level simulator as far as a client know the IP from the server. ABSTRAK Perancangan suatu alat sistem kendali industri yang disimulasikan dalam bentuk pengendalian level simulator menggunakan Mikrokontroler model AVR 8535, di misalkan sebagai suatu tangki dalam industri yang dilengkapi dengan dua buah valve untuk mengisi cairan, dan sebuah pompa untuk memompa cairan keluar dari tangki serta alat pengukur level pada tangki tersebut. Dengan mengendalikan level simulator tersebut menggunakan PC komputer melalui port paralei baik secara manual remote maupun auto remote, menjadikan PC komputer dirumah tidak hanya sebagai PC biasa tetapi juga dapat mengendalikan peralatan seperti level simulator dengan tambahan perangkat lunak Visual Basic 6.0. Pengendalian tidak hanya untuk satu PC komputer yang berada dekat dengan alat yang dikendalikan, tetapi dikembangkan dengan Solusi yang tepat yaitu dengan menggunakan model client-server pada jaringan computer. Model ini memberikan kemungkinan pada pengguna atau client yang terhubung dengan jaringan local dengan Lan maupun Wifi ke sisi PC server yang terhubung langsung ke level simulator, dapat ikut memantau dan mengendalikan level simulator tersebut selama client mengetahui IP dari server. Kata kunci: Level simulator, Client-server, computer 1. PENDAHULUAN Sistem pengendalian dan monitoring merupakan hal yang sangat diperlukan dalam suatu proses kecil ataupun besar seperti pada Industri. Pengendalian secara manual banyak dilakukan dirumah-rumah, seperti pengendalian pada tangki air. Dimana proses mengisi tangki terus diawasi hingga kita mematikan pompa air. Proses manual juga banyak dilakukan dikanal-kanal pengisi waduk atau pintu air. Proses ini banyak menguras tenaga dan dan waktu. Namun pada Industri proses tersebut sudah digantikan dengan sistem otomatisasi, yang tentunya dengan teknologi dan biaya yang tinggi, seperti pada sistem DCS dan PLC. 15

5 PC atau personal komputer yang kita biasa gunakan dirumah dapat dimanfaatkan untuk sistem otomatisasi yang sederhana. Sistem pengukuran dan pengendalian serta monitoring dapat kita andalkan pada sebuah PC dengan tambahan perangkat lunak serta perangkat keras yang sederhana. Seperti pengukuran level air atau ketinggian air pada waduk dan pintu air, atau tangki air rumah, dimana hasil pengukuran oleh sensor level air dikirim ke komputer (PC) setelah di ubah menjadi bilangan digital. Data hasil pengukuran menjadi mudab dimonitoring dan di buat menjadi sistem otomasisasi. Masalahnya sekarang kondisi yang dipantau atau dimonitoring terkadang jaraknya jauh atau berbahaya. Maka dibutuhkan pemantauan dan pengendalian dari jauh. Namun dengan perkembangan teknologi yang semakin maju, jarak bukan menjadi kendala lagi. Komputer yang terhubung dengan LAN atau internet dapat ikut memantau atau monitoring pengukuran level air pada suatu tangki. ~ 2. METODOLOGI PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan dalam Penelitian ini adalah sebagai berikut : Studi Pustaka dengan mencari dan membaca buku-buku referensi, literatur, artikel ataupun diktat kuliah yang berbentuk softcopy maupun hardcopy mengenai mikrokontroler, PPI 8255 dan dasar-dasar VB6. Melakukan Konsulatasi dengan pembimbing pada alat yang akan dibuat Melakukan perancangan dan pembuatan perangkat keras (hardware) yang berupa level simulator dengan menggunakan mikrokontroler ATMEL seri ATmega8535 dan PPI 8255 Merancang dan membuat Perangkat Lunak (Software) bahasa C untuk mikrokontroler dan Visual basic 6.0 untuk sisi server dan client Melakukan pengujian dan analisa sehingga akan diketahui hasil alat yang sudah dibuat dan karakteristiknya. Dengan demikian akan dapat diketahui berbagai kelebihan maupun kekurangan dari alat tersebut. Membuat laporan hasil perancangan, pembuatan, dan analisa serta kesimpulan dalam sebuah laporan Penelitian. 3. PERANCANGAN DAN PEMBAHASAN 3.1 Perancangan Perangkat Keras Perangkat keras yang digunakan merupakan perangkat simulator level tangki air yang digunakan sebagai alat yang terkendali, dimana terdapat switch sebagai simulator 2 valve air dan 1 pompa air, dan led sebagai simulator level dan juga antarmuka yang menjembatani dengan komputer sebagai pengendalinya. Perancangan sistem ini berbasis Mikrokontroler AVR 8535 beserta komponen pendukungnya sebagai berikut L ~ CONTROL ~AAA.. LE.'~ _' _M " " P","""u DATA. PORT.. '. L.PORT.DARt PC KE PC..---_.. -. I PortDO-D7 ---I LEDIPPI AVR _'r ~." DATA BUS l --J 8535 Port r LEDIPPI 1=:==:::::-:)1. CONTROL BUS Port co C4 Port [f~~~h."~'.. '''0.., < L._..,... _, Gambar.1 Perancangan Sistem Mikrokontroler STATUS I LED Ada tiga bagian perangkat keras yang digunakan yaitu : 1. Unit Mikrokontroler 2. Unit interface 3. Display dan switch control 1) Mikrokontroler digunakan sebagai komponen utama kendali simulator dengan fungsinya untuk melakukan simulasi perhitungan perubahan level tangki berdasarkan input dari switch atau computer melalui parallel port, kemudian di tampilkan menggunakan led sebagai petunjuk level tangki. Pe'nggunaan port-port untuk input dan output pada mikrokontroler AVR 8535 adalah sebagai berikut: Port ao - a7 digunakan sebagai parallel data bus, untuk mengirim data dari MCU ke PC. Data yang dikirim adalah data kalkulasi level air dec dalam bentuk 8 bit data, dan bit ke 7 hanya 16

6 Jurnailimiah SINERGI (Volume 15 Nomer 1 Oktober 2010) ISSN: untuk status mode pengoperasian "Remote/Local" Port bo - b2 digunakan menyalakan / mematikan led kondisi pompa & valve Port b4 - b7 digunakan ppi control bus, untuk mengaktifkan pengiriman data dari MCU ke PPI Port co - c4 digunakan untuk membaca input dari switch sebagai kendali lokal pompa &valve Port c5 - c7 digunakan sebagai paralel control bus, untuk membaca input dari PC sebagai kendali remote pompa & valve Port do - d7 digunakan sebagai PPJ data bus, untuk mengirim data dari MCU ke PPI MCU port c6 disambung ke parallel kontrol port c1 pin-14 untuk mengirim kendali valve 2 dari PC ke MCU MCU port c7 disambung ke parallel control port c2 pin-16 untuk mengirim kendali pompa dari PC ke MCU 3) Perancangan display digunakan untuk simulasi level pada tangki air, dengan gambar sebagai berikut vec 2) Unit Interface atau Komunikasi MCU ke PC digunakan untuk mengirim kendali pompa dan valve dari PC ke simulator, dan mengirim data level tangki dari simulator ke PC. Perancangan unit antarmuka ini digunakan untuk menghubungkan MCU dengan port paralel pada komputer. AVR8535,.2.. P80 PAD 40, PBl PAl PB2 PA2 37 I~ PB3 PA3.._---_._- -- OablPottP... PORT P~ L ~ 'f.::.--, ~~ 5 PA4 1'6 PB /4 Ii,-'- PB5 PA5 PBS,.! PB7 =:~. J'" 32.. I~ RESET C I~ VCC G;OU-'-'-'-U I 12'. GNO AVCC 3<J ----lr --l I ~ XTAL.E. XTAL PC6 ~ ".".~ POO ~,~ fl~~ ~'"''--L!:k,I j.~ PDl PC4,,= e-oo..._ J 16 P02 PC !2. PD3 PC2 -- 2! PD4 Pe1E..!! PD5 PeoE. ~ PD6 P07 ~ Gambar.2 Schematic paralel port dari MCV kepc Penyambungan MCU ke parallel port PC menggunakan aturan sebagai berikut: MCU port ao - a7 disambung ke parallel port do - d7, dimana 7 bit digunakan untuk mengirim data angka / persentase level tangki dari MCU ke PC, dan 1 bit terakhir digunakan sebagai pengirim kondisi local/remote. MCU port c5 disambung ke parallel control port co pin-1 untuk mengirim kendali valve 1 dari PC ke MCU Gambar 3 Schematik PPI ke LED level Penggunaan PPI sebagai port expander atau menambah jumlah I/O pada MCU yang dihubungkan ke 20 led. Led menyala sesuai data yang dilatch dalam PPI, dimana data dikirim dari MCU sesuai dengan tabel yang dibuat. Sedangkan Perancangan switch digunakan sebagai simulator valve dan pompa 3.2 Perancangan Perangkat Lunak Perangkat keras yang digunakan merupakan perangkat simulator level tangki air yang digunakan sebagai alat yang terkendali, dimana ada tiga bagian perangkat lunak yang digunakan yaitu : 1. Perangkat lunak Mikrokontroler 2. Perangkat lunak dengan VB 6 sisi server 3. Perangkat lunak dengi:m VB 6 sisi client 1) Perangkat lunak pada mikrokor:jtroler didesain dengan fungsi Menerima input logika dari switch sebagai dasar perhitungan level Menerima & menterjemahkan input logika dari PC sebagai dasar perhitungan level Melakukan perhitungan dan aplikasi database untuk membuat simulasi level 17

7 Mengirim output ke PPI sebagai driver untuk menyalakan led Mengirim output ke PC melalui parallel data bus untuk memberi informasi angka / persentase level Perhitungan dan aplikasi database pada mikrokontroler membuat level berubah mirip dengan perubahan level pada tangki sesungguhnya dengan cara melakukan pembaruan display sesuai waktu yang diperhitungkan. 2) Perangkat lunak dengan VB 6 pada sisi server di desain dengan fungsi Pembacaan Data Paralei Port dan menampilkan ke display Melakukan perhitungan data dengan timer untuk Auto remote dan mengirim ke paralel port (control Port) Membaca set point dan menerapkan untuk auto remote Melakukan perintah untuk manual remote dan mengirim ke paralel port (control Port) Membuat koneksi ke ~ client dan mengirim serta menerima data dari client Pembacaan dan pengiriman sinyal ke parallel port di desain untuk pemrogaman per bit dari tiap pin parallel tersebut. Hal tersebut dapat dilakukan dengan penambahan io.dll pada system32 windows. Program diawali dengan pembacaan data parallel port dari data dan data dari parallel port akan langsung ditampilkan ke display. Berikutnya akan di connect ke client yang berujung pada pengiriman dan penerimaan perintah dari client. Seting manual di sini berarti peralatan valve-1, valve-2 dan pompa di jalankan secara manual, sedangkan untuk setting auto maka valve dan pompa akan berjalan berdasarkan set point low low loll" dan High High"HH" yang di tetapkan mengikuti timing diagram berjkut unt4k menjalankan auto level simulator. Gambar.4 Timing diagram sistem auto level simulator 3) Perangkat lunak pada sisi client di desain untuk membuat koneksi ke Server dan meminta-menerima data serta menampilkan ke display. Melakukan perintah untuk manual remote dan mengirim ke sisi server 4. HASIL UJI COBA Hasil uji coba terbagi atas: 1. Hasil uji perangkat keras yaitu alat level simulator. MCU yang terhubung dengan parallel port dan di koneksikan dengan komputer, data yang dikirim MCU merupakan decimal yang dikirim dalam bentuk 8 bit Binary, dan port yang dibaca adalah data port parallel 378h (888d). ~erikut hasil pembacaan Data port parallel. Tabel. 1 Hasil Pembacaan Data port parallel dari MeV ~ "tb.;'tmikroko!ltrq[l.?t;';;;i 1hz b~ p6rt:p.~1arel. \". l4j>0rt';;"g"!l,.~ lte!t!m1j ;,i~p1n 9~<'i " ((D~iillaC 0 0oooooס 0 0 0oooooס oo101 סס 0 5 oo101 סס 0 5 oo1010 סס S S oo1 סס oo01 סס Hasil pada table terlihat sarna antara mikrokontroler dan pembacaan data port parallel, walaupun ada delay milisekon yang dapat di abaikan. Di tampilan led display simulator menunjukkan hasil level atau bar yang sarna dengan data yang di terima komputer melalui parallel port. 18

8 Jurnailimiah SINERGI (Volume 15 Nomor 1 Oktober 2010) ISSN: Hasil uji perangkat lunak yaitu untuk mengendalikan alat level simulator Pengendalian pada sisi Server di awali pembacaan parallel port dan program akan menampilkan kondisi level alat simulator seperti gambar berikut: Sebelumnya sisi client harus mefnasukkan TCP/IP address sisi server di IPserv.dll. Pengendalian manual remote dapat dilakukan baik dari sisi server maupun dari sisi client dengan menekan tombol manual, dan bila di tutup maka akan menjadi auto system kembali. 5. KESIMPULAN Gambar.5 Tampilan program sisi server Valve atau pompa akan berwarna merah bila ON, dan system auto akan berjalan sesuai set point yang diberikan. Pengendalian pada sisi client di awali dengan meminta koneksi kesisi server. Ini bisa terjadi jika sisi server membuka koneksi dan mengirimkan datanya. Client langsung dapat melihat perubahan level pada alat simulator melalui sisi server. Berdasarkan hasil pengujian dan evaluasi dari pengendalian level simulator melalui jaringan TCP/IP maka dapat di simpulkan sebagai berikut: 1. Pengendalian system (level cairan pada Saran pada industri tangki) dapat memanfaatkan pada jaringan dilakukan dengan teknologi client-server komputer. 2. Siapapun dapat memantau dan mengendalikan level simulator sebagai client apabila telah terinstal program sisi client dan mengetahui IP address dari server baik melalui jaringan local dengan Lan maupun Wifi dan jaringan internet 3. Alat level simulator dapat berjalan dengan baik yang dapat dimisalkan seperti tangki yang berisi' cairan dengan alat yang terpasang didalamnya dan alat pengukur level di tangki tersebut Sistem ini dapat dikembang kan untuk sistem pengendali yang lain misalnya untuk monitoring breakdown mesin, pengendalian peralatan rumah tangga, pengendalian equipment yang terkontrol melalui PLC maupun DCS dan lain sebagainya. DAFTAR PUSTAKA Gambar.6 Tampilan program sisi client Tri Daryanto dan TW Wisjhnuadji Aplikasi Pengendali Lampu Ruangan Berbasis Jaringan Tcp/lp Dengan Visual Basic 6.0. Yogyakarta: Penerbit Explore Agus Sudono Memanfaatkan port printer komputer menggunakan Delphi. Semarang: Penerbit Smart Books Team Madcoms Mahir Dalam 7 Hari Pemrogaman Visual Basic 6. O. Yogyakarta: Penerbit Andi 19

9 Dwi Saputra Workshop Visual Basic 6.0 Level Beginner. Modul sharing VB 6.0 ISTA Teknik Informatika 2007 Romy Budhi Widodo Embedded system menggunakan mikrokontroler dan pemrogaman C. Yogyakarta: Penerbit Andi Purbo,O.W Jaringan Komputer Menggunakan Protokol TCPIIP. Department of Electrical and Computer Engineering. Canada: University of Waterloo 20