BAB III PERANCANGAN PERANGKAT DAN SISTEM Dalam bab ini berisi tentang bagaimana alat dirancang sedemikian rupa sehingga dapat menjadi suatu rangkaian yang dapat difungsikan. Selain itu juga membahas tentang cara kerja dan desain rangkaian. Gambar 3.1. Diagram Blok Sistem Kontrol Pengeruk Secara Manual Dan Otomatis. 3.1. Komponen Utama Pada perancangan tugas akhir ini ada beberapa komponen yang digunakan untuk pengeruk sampah otomatis ini, berikut komponen utama yang digunakan : 43
44 Tabel.3.1. Komponen yang dibutuhkan No. Item Quantity 1. PLC OMRON CPM2A-20CDR-A 220 Vac 1 Pcs 20 I/O (12 Input, 8 Output Relay) 2. Komputer / Laptop 1 Pcs 3. Software PLC Omron (CX_Program) 1 Set 4. Kabel Komunikasi RS-232C 1 Set 5. Motor DC 2 Pcs 6. Limit Switch 3 Pcs 7. Photoelectric Sensor 1 Set 8. Rangkaian Relay 3 Set 9. 61F-GP-N 220 Vac 1 Set 10. Rangkaian Power Supply 1 Set 3.2 Sistem Kontrol Rangkaian Pengeruk Sampah Otomatis Dalam membuat sebuah rangkaian kontrol menggunakan PLC (Programable Logic Control) yang paling penting adalah memahami dan membedakan, antara komponen input dan output dari rangkaian tersebut. Penempatan kabel-kabel kontrolnya harus disesuaikan nomor input dan outputnya sehingga dapat mengontrol suatu rangkaian sesuai yang diinginkan, dan dapat memudahkan untuk pengalamatan tanpa mengalami kesulitan.
45 3.3 Pengalamat I/O Pada Perancangan Alat 3.3.1. Alamat Penggunaan Input Tabel.3.2. Alamat Input PLC No Alamat Input Keterangan 1 0.00 Push Button Roller 2 0.01 Push Button Up / Down 3 0.02 Push Button Emergency Stop 4 0.03 Push Button Manual / Auto 5 0.04 Photoelectric Sensor 6 0.05 Limit Switch Position Up 7 0.06 Limit Switch Position Down 8 0.07 Spare 9 0.08 Spare 10 0.09 Spare 11 0.10 Spare 12 0.11 Spare
46 3.3.2. Alamat Penggunaan Output Tabel.3.3.Alamat Output PLC No Alamat Output Keterangan 1 10.00 Motor Roller 2 10.01 Motor Up 3 10.02 Motor Down 4 10.03 Buzzer 5 10.04 Spare 6 10.05 Pilot Lamp Roller 7 10.06 Pilot Lamp Up/Down 8 10.07 Pilot Lamp Emergency Stop 3.4 Rangkaian Catu Daya (Power Supply) Rangkaian catu daya merupakan bagian yang sangat penting pada ragkaian, karena tanpa catu daya alat tidak dapat bekerja. Pada perncangan alat ini memerlukan tegangan sebesar 5 Vdc, 12 Vdc dan 24VDC. Tegangan 24 Vdc yang berasal dari output PLC digunakan untuk menyalakan relay pada rangkaian relay, sedangkan output dari rangkaian trafo yaitu tegangan 5V pertama untuk menggerakan motor, sedangkan tegangan 5V kedua untuk rangkaian sensor photo dioda, dan tegangan 12V digunakan untuk input sensor pada PLC, dan regurator yang digunakan yaitu type LM 7805 dan LM 7812 Berikut rangkaian catu daya 5Vdc dan 12 Vdc :
47 Gambar.3.2. Rangkaian Catu Daya 3.5 Rangkaian Relay Rangkaian relay ini berfungsi unuk merubah putaran arah pada motor DC, dimana satu motor membutuhkan dua relay untuk menghasilkan putaran yang berbeda, karena karakteristik motor DC harus membalikan phasa jika menghendaki putaran sebaliknya.
48 Berikut adalah rangkaian relay yang terhubung langsung pada motor : Gambar 3.3. Rangkaian Relay untuk mengubah phasa motor 3.6 Rangkaian Photoelectric Sensor Rangkaian photoelectric sensor ini berfungsi untuk mendeteksi ada / tidak adanya benda (Sampah), dimana sensor ini memiliki sensor transmiter - receiver, pada tugas akhir ini dipasang pada sebuah aquarium, sebagai wadah dan simulasi alat pengeruk sampah manual dan otomatis dengan menggunakan PLC Omron. Rangkaian photoelectric sensor ini menghasilkan sinyal output negative sehingga disebut output NPN, outputnya akan mengeluarkan sinyal negative jika terdapat benda didepannya. Berikut Gambar Rangkaian Dari Photoelectric Sensor :
49 Gambar 3.4. Rangkaian Photoelectric Sensor 3.7 Wiring Pada PLC Setelah semuanya siap maka selanjutnya menghubungkan (wiring) antara input dan output pada PLC, pada wiring ini harus dipelajari bagaimana cara installasi input dan outputnya, mengacu pada photoelectric sensor yang menghasilkan sinyal NPN, sehingga input sensor harus NPN semua karena pada input PLC hanya memiliki satu common, sedangkan untuk output prinsipnya sebagai sakelar (relay). Berikut gambar wiring pada PLC baik input maupun output :
50 INPUT UNIT CH 0.00 COM 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 PB M.Roller PB M.Up/ Down PB Emergency Stop Togle Man/Auto Sensor Ls Position Up Ls Position Down Spare Spare Gambar 3.5. Wiring input pada PLC Spare Spare Spare Gambar 3.6. Wiring output pada PLC
51 3.8. Kabel komunikasi Kabel komunikasi ini digunakan untuk komunikasi antara PLC dengan komputer, penulis menggunakan 2 kabel komunikasi yaitu : 1. Kabel serial RS-232C 2. Konverter RS-232C ke USB (Merk Bafo) Untuk Konverter kabel RS-232C ke USB, penulis menggunakan merk Bafo dan untuk kabel RS-232C ini mempunyai konfigurasi, berikut konfigurasi komputer, berikut konfigurasi kabel RS-232C Gambar 3.7. Kabel RS-232C
52 3.9 Perancangan Flowchart. Untuk mempermudah perancangan alat, maka harus dibuatkan flowchart (alur diagram) terlebih dahulu, sehingga program PLC mengacu pada flowchart yang sudah dibuat. Berikut gambar Flowchart yang ditunjukan pada gambar 3.8 Gambar 3.8. Flow Chart Sistem Manual dan Auto Pada Pengeruk Sampah Automatic
53 3.10. Perancangan Program PLC Pada pembuatan program PLC omron ini, terlebih dahulu harus menginstall CX-Program, selanjutnya membuat leder diagram berdasarkan flowchart yang sudah di rancang, berikut tampilan program PLC pada software cx-program. Gambar 3.9. Tampilan Software CX-Programmer Gambar 3.10. Tampilan pembuatan program PLC pada CX-Programmer
54 3.11. Prinsip Kerja Alat Power on diaktifkan maka, system on bekerja mengaktifkan bagian hardware dan software secara countinue. Prinsip kerja alat ini terdiri dari dua pilihan yaitu system manual dan auto. Ketika system manual diaktifkan maka, push button roller, up / down, akan berjalan secara manual berdasarkan trigger melalui box operation. Misal tekan push button roller akan berjalan untuk mengeruk sampah ditempat simulasi alat, setelah itu timer (delay) tercapai maka motor up bergerak menuju tempat penampungan sampah. Input limit switch posisi atas detect maka akan mengaktifkan timer (delay) tercapai motor down bergerak menuju posisi motor roller. Sedangkan system auto diaktifkan bila sensor terdeteksi adanya sampah, maka motor roller akan bergerak mengeruk sampah, berdasarkan counting setelah itu timer (delay) tercapai maka motor up akan bergerak mengangkut sampah dari media simulasi, sampai ke permukaan (daratan). Limit switch posisi atas detect maka akan mengaktifkan timer (delay) tercapai motor down bergerak menuju posisi bawah sampai tersentuh limit switch down, maka motor down berhenti. Berdasarkan program yang dibuat oleh penulis. Selain itu terdapat water level control (wlc), sebagai monitoring keadaan level / ketinggian air di alat simulasi dengan dua status yaitu batas normal dan siaga. Bila stik wlc telah menyentuh batas siaga maka relay contact no akan mengaktifkan buzzer dan led merah sebagai indikasi peringatan untuk selalu waspada terhadap situasi.