PENGENDALIAN PINTU GERBANG OTOMATIS BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL (PLC) SKRIPSI Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelas Sarjana Sains JONATHAN H 050801030 DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2010
PERSETUJUAN Judul : PENGENDALIAN PINTU GERBANG OTOMATIS BERBASIS PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL (PLC) Kategori : SKRIPSI Nama : JONATHAN H NIM : 050801030 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen Fakultas : FISIKA : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA Dilaksanakan di : Medan, Juli 2010 Diketahui/disetujui oleh Ketua Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing Dr. Marhaposan Situmorang Dr. Mester Sitepu, M.Sc, M.Phil NIP : 195510301980031003 NIP : 195503161982031002
PERNYATAAN Pengendalian Pintu Gerbang Otomatis Berbasis Programmable Logic Control (PLC) SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya. Medan, Juli 2010 JONATHAN H 050801030
PENGHARGAAN Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, dengan cinta dan limpah karunianya penyelesaian tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan waktu yang telah ditetapkan. Dalam penyelesaian tugas akhir serta penulisan laporannya, penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Drs. Mester Sitepu, M.Sc, M.Phil selaku dosen pembimbing pada penyelesaian tugas akhir ini sekaligus dosen pembimbing akademik selama penulis mengikuti perkuliahan di Departemen Fisika FMIPA USU. Dan kepada Bapak Dekan FMIPA USU dan Bapak/Ibu Dosen di Departemen Fisika FMIPA USU serta Staf pegawai yang memberi saran, dukungan dan banyak motivasi selama penyelesaian tugas akhir ini. Tidak lupa saya juga mengucapkan terimakasih kepada rekan rekan mahasiswa stambuk 2005 Espol S, Sadrah T, Efdianus S, Eko Hartado T, Toni M, Fernando S, Alvino Siahaan, Dedy Kabul, Erwin Sibarani, Setia T, serta seluruh abang dan adik stambuk saya di IMF yang memberikan saya banyak masukan dan bantuan selama perkuliahan dan penyelesaian tugas akhir ini. Ucapan terimakasih saya yang sangat special kepada Ibunda yang sangat saya cintai A.Br. Pasaribu dan Ayahanda tercinta B.Hutahaean, tanpa mereka saya tidak berarti apa-apa. Serta abang, kakak dan adik saya dan kepada yang tersayang Rafika Tambunan yang selalu memberikan bantuan dan dukungan serta selalu mendoakan saya. Penulis menyadari akan adanya kekurangan dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini.
ABSTRAK Telah dirancang sebuah alat pengaman pintu gerbang dengan menggunakan password dari handphone maupun dari tombol manual yang berbasis PLC Omron Sysmac C20. Decoder DTMF digunakan untuk mengubah sinyal DTMF dari handphone dalam bentuk kode biner. 4 bit data biner yang dihasilkan DTMF diteruskan ke rangkaian Demultiplexer untuk mendapatkan data keluaran yang dapat dibaca oleh PLC.Alat ini dapat diaplikasikan sebagai sistem buka atau tutup pintu gerbang yang dapat dikontrol dari jarak jauh maupun jarak dekat.alat ini akan mengeluarkan bunyi atau sirene apabila password masukannya salah, hal ini bertujuan untuk menghindari pemakaian alat dari orang yang tidak diinginkan.
CONTROL OF AUTOMATIC GATE BASES ON PROGRAMMABLE LOGIC CONTROL (PLC) ABSTRACT Has designed a safety device gate by using password of handphone or PLC Omron Sysmac C20-based manual button. Decoder DTMF was used to converse DTMF signal from handphone into binary code form. Four-bit binary data produced by DTMF was then transmitted to demultiplexer set to gain output data readable to PLC. This device could be applied as opening or closing system of gate that can be controlled remotely or near distance. This device will produce the sound or syrene in incorrect enter of password, this was intended to prevent the use of device from unauthorized individuals.
DAFTAR ISI Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Halaman ii iii iv v vi vii ix x BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1 1.2 Batasan Masalah 2 1.3 Tujuan Penelitian 3 1.4 Manfaat Penelitian 3 1.5 Tempat Penelitian 3 1.6 Sistematika Penulisan 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Programmable Logic Control (PLC) 5 2.1.1 Umum 5 2.1.2 Keuntungan dan Kekurangan PLC 6 2.1.3 Konfigurasi Sistem PLC Omron Sysmac C20 8 2.1.4 Memori Data PLC 13 2.1.5 Cara Kerja PLC 15 2.1.6 Sistem Pengawatan PLC 16 2.1.7 Sink dan Source PLC 18 2.2 DTMF 21 2.3 Demultiplexer 24 2.4 Relay 25 2.5 Motor DC 25 2.6 Buzzer 26 2.7 Pemrograman PLC 27 2.8 Software 37 BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Diagram Blok Rangkaian 41 3.2 Rangkaian Power Supply 42 3.3 Rangkaian Driver Motor DC 43 3.4 Rangkaian Tombol 44 3.5 Perancangan Rangkaian Penguat 45 3.6 Perancangan Rangkaian DTMF Decoder 45 3.7 Perancangan Rangkaian Demultiplexer 46 3.8 Driver Relay 47
3.9 Rangkaian Buzzer 47 3.10 Diagram Alir 48 3.11 Membuat Daftar Input dan Output 49 3.12 Pembuatan Ladder Diagram 49 BAB IV ANALISA SISTEM 4.1 Pengujian Catu daya 55 4.2 Pengujian pada motor 55 4.3 Pengujian DTMF Decoder, Demultiplexer dan Driver Relay 56 4.4 Pengoperasian 57 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 59 5.2 Saran 59 DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Spesifikasi Umum Peralatan Output PLC 17 Tabel 2.2 Simbol- simbol Terminal input PLC 18 Tabel 2.3 Frekuensi dan Tombol yang ditekan 22 Tabel 2.4 Daftar Keluaran Hasil Decode Sinyal IC HT9170 23 Tabel 2.5 Sistem Mnemonic PLC 35 Tabel 3.1 Daftar Alamat Masukan PLC 49 Tabel 3.2 Daftar Alamat Keluaran PLC 49 Tabel 4.1 Daftar Hasil Pengujian Catu daya 55 Tabel 4.2 Daftar Hasil Pengujian Motor 55 Tabel 4.3 Daftar Hasil Pengujian DTMF dan Demultiplexer 56 Tabel 4.4 Daftar Hasil Pengujian Kondisi Transistor dan Relay 57
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Proses Scanning Program PLC 15 Gambar 2.2 Rangkaian Antarmuka Masukan PLC 16 Gambar 2.3 Rangkaian Antarmuka Keluaran PLC 17 Gambar 2.4 Menghubungkan sensor keluaran sinking dengan masukan 19 sourcing Gambar 2.5 Menghubungkan sensor keluaran sourcing dengan masukan 19 sinking Gambar 2.6 Menghubungkan beban keluaran dengan keluaran PLC 20 tipe sinking Gambar 2.7 Menghubungkan beban keluaran dengan keluaran PLC 21 tipe sourcing Gambar 2.8 IC HT9170 23 Gambar 2.9 IC 74154 24 Gambar 2.10 Relay 25 Gambar 2.11 Buzzer 27 Gambar 2.12 Ladder Diagram Sistem Relay (Listrik) 28 Gambar 2.13 Ladder Diagram Pada Sistem PLC 28 Gambar 2.14 Instruksi LOAD 30 Gambar 2.15 Instruksi LOAD NOT 30 Gambar 2.16 Instruksi AND 30 Gambar 2.17 Instruksi AND NOT 31 Gambar 2.18 Instruksi OR 31 Gambar 2.19 Instruksi OR NOT 31 Gambar 2.20 Instruksi OUT 31 Gambar 2.21 Instruksi OUT NOT 32 Gambar 2.22 Instruksi AND LOAD 32 Gambar 2.23 Instruksi OR LOAD 32 Gambar 2.24 Instruksi KEEP 33 Gambar 2.25 SHIFT REGISTER 33 Gambar 2.26 Instruksi TIMER 34 Gambar 2.27 Instruksi Counter 34 Gambar 2.28 DIFU(13) dan DIFD(14) 34 Gambar 2.29 Instruksi END 35 Gambar 2.30 Function Chart 36 Gambar 2.31 Tampilan awal program CX-Programmer 37 Gambar 2.32 Tampilan menu awal project CX-Programmer 37 Gambar 2.33 Mengatur komunikasi dengan PLC 38 Gambar 2.34 Kondisi CX Programmer 39 Gambar 2.35 Mentransfer program ke dalam modul (PLC) 40 Gambar 3.1 Diagram Blok Rangkaian 41 Gambar 3.2 Rangkaian Power supplay 43 Gambar 3.3 Rangkaian driver motor DC 43 Gambar 3.4 Rangkaian Tombol 44
Gambar 3.5 Rangkaian Penguat 45 Gambar 3.6 Rangkaian DTMF Dekoder 45 Gambar 3.7 Demultiplexer 46 Gambar 3.8 Driver Relay 47 Gambar 3.9 Rangkaian Buzzer 48 Gambar 3.10 Diagram Alir 48