RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO ANDRI FERDIANSYAH JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2016

2 TUGAS AKHIR RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO ANDRI FERDIANSYAH NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN 2016 i

3 RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO Tugas Akhir Ini Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata1) Pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana ANDRI FEDIANSYAH NIM JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA BUKIT JIMBARAN APRIL 2016 ii

4 LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS Tugas Akhir / Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. Nama : Andri Ferdiansyah NIM : Tanda Tangan : Tanggal : April 2016 iii

5 LEMBAR PENGESAHAN Tugas Akhir ini diajukan oleh: Nama : Andri Ferdiansyah NIM : Jurusan : Teknik Elektro dan Komputer Judul Tugas Akhir : RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana DEWAN PENGUJI Pembimbing I Pembimbing II Penguji Penguji Penguji : Dr.Ir. Ida Bagus Alit Swamardika, MErg. NIP : : I Gusti Agung Putu Raka Agung, ST.,MT NIP : : Yoga Divayana, Ph.D NIP : : Pratolo Rahardjo ST., MT. NIP : : Ir. Cok Gede Indra Partha, M.Erg.,MT. NIP : Ditetapkan di : Jurusan Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana, Denpasar-Bali Tanggal : MENGETAHUI Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer WAYAN GEDE ARIASTINA NIP iv

6 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat-nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Rancang Bangun Sistem Kelistrikan Otomatis Bangunan Berbasis Pemrograman Ladder Zelio. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan petunjuk, bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana. 2. Bapak Wayan Gede Ariastina, ST., M.Eng.Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak Dr.Ir. Ida Bagus Alit Swamardika, M.Erg, selaku Dosen Pembimbing I dan sekaligus sebagai Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan, perhatian serta dorongan sampai terlaksananya Tugas Akhir ini dan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. 4. Bapak I Gusti Agung Pt Raka Agung, ST., MT. sebagai Dosen Pembimbing II dan sekaligus sebagai dosen Konsentrasi Elektronika Kendali dan Robotika yang telah memberikan bimbingan dan perhatian kepada penulis selama pengerjaan Tugas Akhir ini dan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. 5. Bapak Pratolo Rahardjo, ST., MT., dan Bapak Yoga Divayana,Ph.D sebagai dosen pada Konsentrasi Elektronika Kendali dan Robotika pada khususnya serta dosen dosen di lingkungan Fakultas Teknik Jurusan v

7 Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana yang telah memberi pengajaran terbaik kepada penulis. 6. Bapak, Ibu, Kakak dan seluruh keluarga besar penulis, yang selalu memberikan dukungan moril, motivasi, dan materil selama menempuh pendidikan di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana. 7. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang telah diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik, dan saran yang bersifat membangun dari pihak dosen penguji dan berbagai pihak lainnya sangat penulis harapkan, demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dalam pengembangan ilmu sains dan teknologi, serta menambah pengetahuan luas semua pihak. Denpasar, April 2016 Penulis vi

8 ABSTRAK Mobilitas yang tinggi terkadang tidak memungkinkan bagi setiap pemilik rumah atau bangunan untuk menghidup-matikan perangkat elektronik khususnya pencahayaan lampu di malam hari. Hal ini dapat diatasi dengan membuat sebuah sistem kelistrikan yang bisa dikontrol otomatis sesuai waktu yang diinginkan dan tingkat kecerahan pada suatu ruangan. Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu sistem kelistrikan otomatis pada bangunan yang mengatur nyala dan padamnya lampu pada jam jam tertentu selama seminggu atau pada tingkat kecerahan tertentu. Metode dalam pembuatan sistem ini adalah dengan memanfaatkan masukan tegangan analog modul LDR (Light Dependent Resistor) untuk mengaktifkan lampu saat modul LDR mendeteksi gelap. sedangkan fungsi real time clock pada zelio digunakan mengatur nyala lampu pada jam 17:00 06:00 selama seminggu. Modul sensor MQ-2 merupakan perangkat tambahan yang digunakan untuk mendeteksi asap rokok atau LPG dengan keluaran sebuah kipas penghisap. Kontroler utama yang digunakan adalah PLC Zelio yang digunakan untuk memproses semua sinyal masukan. Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa modul LDR dapat digunakan sebagai masukan untuk menyalakan lampu ketika mendeteksi gelap. Sedangkan fungsi real time clock zelio dapat mengontrol nyala dan padamnya lampu sesuai program yang digunakan pada zelio yakni pada jam 17:00 06:00 selama seminggu. Selain itu, penelitian ini juga menunjukkan bahwa kipas dapat berputar ketika sensor MQ-2 mendeteksi asap rokok atau LPG. Kesimpulan dari penelitian ini adalah sistem kelistrikan otomatis menggunakan zelio sebagai kontroler utama berjalan dengan baik. Kata Kunci : PLC, Zelio, Real Time Clock vii

9 ABSTRACT Sometimes, building s owner mobility make them disable or forget to activate the electronic devices especially lamp lighting at night. It can be solved by build a automatically controllable electricity system that depend the time what they want and light intensity level at room. The aim of this research is to build an automatic lighting system at building that can be programmed depend on hours and days wanted and depend on light intensity level at room. The methods of this research is using LDR (Light Dependent Resistor) analog input voltage to activate the lamp when detect dark condition. While, real time clock function to activate the lamp depend on zelio s program setting (17:00 06:00 all of day). as additional, MQ-2 sensor to detect smoke gas or LPG. Zelio PLC (Programmable Logic Controller) is used to be main controller what processing all the input signal. Result from this research shows that LDR (Light Dependent Resistor) able to activate the lamps when it detects the dark condition. While, Zelio s real time clock function able used to be input signal to activate the lamp depend on zelio s program setting (17:00 06:00 all of day). Other, this research also showing the fan is able to blow when MQ-2 sensor module detects the smoke gas or LPG. The conclusion is, automatically electricity system using zelio as main controller is worked properly. Keywords : PLC, Zelio, Real Time Clock viii

10 DAFTAR ISI Halaman JUDUL... i LEMBAR PERSYARATAN GELAR... ii LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS... iii LEMBAR PENGESAHAN... iv KATA PENGANTAR... v ABSTRAK... vii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xi DAFTAR TABEL... xiv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup Dan Batasan Masalah Sistematika Penulisan... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tinjauan Muktahir PLC (Programmable Logic Controller) Perangkat Keras PLC Zelio (SR2B121BD) Perangkat Lunak Zeliosoft Pemrograman Ladder Lampu Fluorescent 220 VAC Relay Power Supply MCB ( Miniature Circuit Breaker ) LDR (Light Dependent Resistor ) ix

11 2.11 Sensor MQ BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian Sumber Data Penelitian Perancangan Rangkaian Sistem Kelistrikan Pemilihan Komponen Komponen Yang Digunakan Perancangan Software Pemrograman Ladder Diagram Pengaturan Real Time Clock Pengaturan analog input IB (Sensor LDR) Pengaturan analog input IC (Sensor MQ-2) Diagram Alur Cara Kerja Sistem Pengujian Sistem Pengujian Real Time Clock Pengujian Modul LDR Pengujian Modul Sensor MQ BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengujian Real Time Clock Pengujian Modul LDR Pengujian Modul LDR Secara Manual Pengujian Modul LDR Terhadap Waktu Pengujian Modul Sensor MQ BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN x

12 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Zelio Tipe SR2B121BD... 7 Gambar 2.2 Logo Perangkat Lunak Zeliosoft Gambar 2.3 Main Window Perangkat Lunak Zeliosoft Gambar 2.4 Simbol Keluaran Zelio Gambar 2.5 Koil dan Kontak Internal Relay Gambar 2.6 Koil dan Kontak Timer Gambar 2.7 Konfigurasi Timer Gambar 2.8 Koil dan Kontak Counter Gambar 2.9 Konfigurasi Counter Gambar 2.10 Koil dan Kontak Fast Counter Gambar 2.11 Kontak Counter Comparator Gambar 2.12 Konfigurasi Counter Comparator Gambar 2.13 Kontak Analog Comparator Gambar 2.14 Konfigurasi Analog Comparator Gambar 2.15 Kontak Real Time Clock Gambar 2.16 Pengaturan Input RTC Zeliosoft Gambar 2.17 Kontak Text Blocks Gambar 2.18 Konfigurasi Text Blocks Gambar 2.19 Kontak LCD Backlighting Gambar 2.20 Contoh Rangkaian Listrik Gambar 2.21 Contoh Pemrograman Ladder Zelio Gambar 2.22 Simbol Lampu Gambar 2.23 Simbol Relay Gambar 2.24 Relay Gambar 2.25 Power Supply Gambar 2.26 Simbol MCB Gambar 2.27 MCB Gambar 2.28 Grafik Hubungan Resistansi LDR dengan Intensitas Cahaya xi

13 Gambar 2.29 Simbol LDR Gambar 2.30 Grafik Karakteristik Sensitivitas MQ Gambar 2.31 Rangkaian Modul Sensor MQ Gambar 2.32 Modul Sensor MQ Gambar 3.1 Rangkaian modul LDR Gambar 3.2 Rangkaian modul MQ Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Kelistrikan Gambar 3.4 Ladder Diagram Gambar 3.5 Pengaturan RTC Gambar 3.6 Konfigurasi analog comparator A Gambar 3.7 Konfigurasi analog comparator A Gambar 3.8 Diagram Alur Sistem Kelistrikan Otomatis Gambar 4.1 Cara Pengujian Real Time Clock Gambar 4.2 Pengaturan Real Time Clock Gambar 4.3 Simulasi Program Saat Real Time Clock Tidak Aktif (terbuka) Gambar 4.4 Simulasi Program Saat Real Time Clock Aktif (tertutup) Gambar 4.5 Pengujian RTC pukul 06: Gambar 4.6 Pengujian RTC pukul 17: Gambar 4.7 Pengujian RTC pukul 18: Gambar 4.8 Pengujian RTC pukul 19: Gambar 4.9 Pengujian RTC pukul 19: Gambar 4.10 Pengujian RTC pukul 05: Gambar 4.11 Pengujian RTC pukul 06: Gambar 4.12 Cara Pengujian Modul LDR Secara Manual Gambar 4.13 Simulasi Program Saat LDR Dalam Kondisi Normal (Terang) Gambar 4.14 Simulasi Program Saat Sumber Cahaya ke LDR Dihalangi (Gelap). 38 Gambar 4.15 Pengujian Modul LDR Saat Kondisi Normal (Terang) Gambar 4.16 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Saat Kondisi Normal Gambar 4.17 Pengujian Modul LDR Saat Sumber Cahaya Dihalangi Gambar 4.18 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Saat Sumber Cahaya Dihalangi xii

14 Gambar 4.19 Cara Pengujian LDR Terhadap Waktu Gambar 4.20 Pemasangan LDR Gambar 4.21 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 11: Gambar 4.22 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 16: Gambar 4.23 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 18: Gambar 4.24 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 18: Gambar 4.25 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 06: Gambar 4.26 Cara Pengujian Modul Sensor MQ Gambar 4.27 Simulasi Program Saat Modul Sensor MQ-2 tidak Mendeteksi Asap Rokok atau LPG Gambar 4.28 Simulasi Program Saat Modul Sensor MQ-2 Mendeteksi Asap Rokok atau LPG xiii

15 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Perbandingan Kontroler... 6 Tabel 2.2 Simbol Saklar Zelio... 9 Tabel 2.3 Perbandingan Simbol Listrik Dan Ladder Zelio Tabel 3.1 I/O Zelio Tabel 3.2 Pengujian Real Time Clock Tabel 3.3 Pengujian Modul Sensor LDR Tabel 3.4 Pengujian Modul Sensor MQ Tabel 4.1 Hasil Pengujian Real Time Clock Tabel 4.2 Hasil Pengujian Modul Sensor LDR Secara Manual Tabel 4.3 Hasil Pengujian Modul Sensor LDR Terhadap Waktu Tabel 4.4 Hasil Pengujian Modul Sensor MQ xiv