BAB III PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM Pada bab ini menjelaskan tentang perancangan dan pembuatan sistem kontrol, baik secara hardware yang akan digunakan untuk mendukung keseluruhan sistem yang akan di ujikan. Hardware sendiri memiliki beberapa bagian yang saling terhubung dalam sistem. 3.1 Diagram Blok Rangkaian Hardware Pada rangkaian hardware terdiri dari berapa-berapa komponen pendukung yang ditunjukan dalam Gambar 3.1. Gambar 3. 1 Diagram Blok Prinsip Kerja Sistem Prinsip kerja dari sistem ini adalah PLC sebagai pusat kontrol untuk mengendalikan masukan maupun keluaran sesuai progam yang telah dibuat. Driver disini digunakan sebagai penerjemah dari keluaran PLC yang akan mempengaruhi arah putaran motor DC baik putar kiri maupun putar kanan tanpa menggunakn relay. HMI digunakan sebagai tampilan dan bisa memberi perintah kepada PLC, 26
sebelum menggunakan HMI kita harus memprogram dan mensinkronkan terlebih dahulu terhadap program yang sudah ada di PLC dengan menggunakan komunikasi kabel serial RS 232 melalui port serial yang sudah ada pada masing masing komponen. 3.1.1 Blok diagram komponen Blok diagram komponen ini menjelaskan tentang bagaimana merancang dan mengaplikasikan rangkaian elektronika terhadap masing masing komponen elektronika, dimana akan ditunjukkan dalam Gambar 3.2 Blok diagram motor kopi, Gambar 3.3 Blok diagram motor susu, Gambar 3.4 Blok diagram motor coklat, Gambar 3.5 Blok diagram motor Air, Gambar 3.6 Blok diagram motor drip geser, Gambar 3.7 Blok diagram motor drip naik turun, Gambar 3.8 Blok diagram motor aduk naik turun, Gambar 3.9 Blok diagram motor pengaduk, Gambar 3.10 Blok diagram motor stepper, Gambar 3.11 Blok diagram pompa air, Gambar 3.12 Blok diagram heater dan Gambar 3.13 Blok diagram Sensor.. Gambar 3.2 Blok diagram motor kopi Gambar 3.3 Blok diagram motor susu 27
Gambar 3.4 Blok diagram motor coklat Gambar 3.5 Blok diagram motor Air Gambar 3.6 Blok diagram motor drip geser Gambar 3.7 Blok diagram motor drip naik turun Gambar 3.8 Blok diagram motor aduk naik turun Gambar 3.9 Blok diagram motor pengaduk 28
Gambar 3.10 Blok diagram motor stepper Gambar 3.11 Blok diagram pompa air Gambar 3.12 Blok diagram heater Gambar 3.13 Blok diagram Sensor 29
3.2 Perancangan dan Pembuatan Mekanik Pada perancangan dan pembuatan mekanik dalam protoype akan dibuat dengan spesifikasi seperti dalam Tabel 3.1 Spesifikasi bahan mekanik dan Tabel 3.2 Spesifikasi bahan elektronik, bentuk prototype ditunjukkan dalam Gambar 3.14 Perancangan mekanik, Gambar 3.15 Perancangan mekanik tampak depan, Gambar 3.16 Perancangan mekanik tampak samping dan Gambar 3.17 Perancangan mekanik tampak belakang. Tabel 3.1 Spesifikasi bahan mekanik No. Dimensi Nama Ketebalan Panjang Lebar Tinggi Diameter Bahan komponen (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) 1. Body utama 450 150 450 - Akrilik 8 2. Penutup atas 450 150 10 - Akrilik 3 3. Dudukan 5 450 150 8 - Akrilik konveyor 4. Valve - - 20 10 Kuningan 2 5. Couple valve - - 20 5 Kuningan 1 6. Botol bahan - - 200 70 Plastik 1 7. Botol air - - 240 100 Plastik 1 8. Bearing - - 5 10 Besi - 9. As konveyor 150 - - 5 Besi - 10. Belt konveyor 1000 130 - - Karet 1,2 11. Pully - - 130 10 PVC 2 Tabel 3.2 Spesifikasi bahan elektronik No. Nama komponen AC (V) Tegangan DC (V) 1. Motor DC - 5 2. Motor Stepper - 12 3. Heater 220-4. Thermostat 220-5. Relay - 5 6. Sensor ultrasonik HC-SR04-5 7. Sensor DS18b20-5 30
Tabel 3.2 Spesifikasi bahan elektronik (Lanjutan) No. Nama komponen AC (V) Tegangan DC (V) 8. IC L293D - 5 9. IC Atmega328P - 5 10. Kapasitor 1000 u f - 16 11. Power supply - 5, 12, 24 12. PLC OMRON CPM2A 40 CDR - 24 13. HMI OMRON NB700W - 24 14. Pompa air - 12 15. Limit switch - 5 Gambar 3.14 Perancangan mekanik 31
Gambar 3.15 Perancangan mekanik tampak depan Gambar 3.16 Perancangan mekanik tampak samping Gambar 3.17 Perancangan mekanik tampak belakang 32
3.3 Rangkaian elektronika hardware Rangkaian sistem kontrol pendukung hardware ditunjukan dalam Gambar 3.18 serta konfigurasi PIN input dan PIN output dapat dilihat dalam Tabel 3.3 Konfigurasi PIN input dan PIN output. Gambar 3.18 Rangkaian sistem kontrol Hardware Tabel 3.3 Konfigurasi PIN input dan PIN output No No Pin Nama Driver Alamat PLC Nama Beban 1. IN 1 Driver 1 10.01-2. IN 2 Driver 1 10.02-3. OUT 1 Driver 1 - Motor coklat kaki positif 4. OUT 2 Driver 1 - Motor coklat kaki negatif 5. IN 3 Driver 1 12.00-6. IN 4 Driver 1 12.01-7. OUT 3 Driver 1 - Motor susu kaki positif 8. OUT 4 Driver 1 - Motor susu kaki negatif 9. IN 1 Driver 2 10.03-10. IN 2 Driver 2 10.04-11. OUT 1 Driver 2 - Motor kopi kaki positif 12. OUT 2 Driver 2 - Motor kopi negatif 13. IN 3 Driver 2 10.05-33
Tabel 3.3 Konfigurasi PIN input dan PIN output (Lanjutan) No No Pin Nama Driver Alamat PLC Nama Beban 14. IN 4 Driver 2 10.06-15. OUT 3 Driver 2 - Motor drip geser kaki positif 16. OUT 4 Driver 2 - Motor drip geser negatif 17. IN 1 Driver 3 11.00-18. IN 2 Driver 3 11.01-19. OUT 1 Driver 3 - Motor drip u / d kaki positif 20. OUT 2 Driver 3 - Motor drip u/d negatif 21. IN 3 Driver 3 11.02-22. IN 4 Driver 3 11.03-23. OUT 3 Driver 3 - Motor air kaki positif 24. OUT 4 Driver 3 - Motor air negatif 25. IN 1 Driver 4 11.04-26. IN 2 Driver 4 11.05-27. OUT 1 Driver 4 - Motor aduk u / d kaki positif 28. OUT 2 Driver 4 - Motor aduk u / d negatif 29. IN 3 Driver 4 12.05-30. IN 3 Driver 4 12.06-31. OUT 3 Driver 4 - Motor pengaduk kaki positif 32. OUT 4 Driver 4 - Motor pengaduk negatif 33. PIN 2 ATmega328P - 10.00-34. PIN 15 Atmega328P Driver 5 PIN IN 1 35. PIN 15 Atmega328P Driver 5 PIN IN 2 36. PIN 15 Atmega328P Driver 5 PIN IN 3 37. PIN 15 Atmega328P Driver 5 PIN IN 4 - - - - - - - - 38. OUT 1 Driver 5 - Motor kaki stepper hitam 39. OUT 2 Driver 5 - Motor kaki stepper hijau 40. OUT 3 Driver 5 - Motor kaki stepper merah 41. OUT 4 Driver 5 - Motor kaki stepper biru 34
3.3.1 Rangkaian driver motor Rangkaian driver motor ini menjelaskan tentang bagaimana merancang pengendali motor agar bisa dengan mudah mengatur arah putaran motor, dimana akan ditunjukkan dalam Gambar 3.19 Rangkaian driver motor 1, Gambar 3.20 Rangkaian driver motor 2, Gambar 3.21 Rangkaian driver motor 3, Gambar 3.22 Rangkaian driver motor 4, dan Gambar 3.23 Rangkaian driver stepper. Gambar 3.19 Rangkaian driver motor 1 Gambar 3.20 Rangkaian driver motor 2 Gambar 3.21 Rangkaian driver motor 3 35
Gambar 3.22 Rangkaian driver motor 4 Gambar 3.23 Rangkaian driver stepper 3.3.2 Rangkaian Pemutus Arus Heater Rangkaian pemutus arus ini menjelaskan tentang bagaimana merancang rangkaian untuk memutus arus yang mengalir pada heater ketika suhu pada heater mencapai batas maksimum yaitu 96 o dan akan meyalakan heater kembali ketika suhu mencapai batas minimum yaitu 80 o rangkaian tersebut ditunjukkan dalam Gambar 3.24. Gambar 3.24 Rangkaian pemutus arus heater 36
3.3.3 Rangkaian sensor Rangkaian sensor ini menjelaskan tentang bagaimana merancang rangkaian untuk mengintegrasikan semua sensor dan mengirimkan data hasil sensor untuk ditampilkan di layar handphone yang mempunyai operation system (OS) android melalui bloetooth rangkaian tersebut ditunjukkan dalam Gambar 3.25 serta konfigurasi pin input dan pin output ditunjukkan dalam Tabel 3.4. Gambar 3.25 Rangkaian sensor Tabel 3.4 Konfigurasi pin rangkaian sensor No Pin ATmega328P Keterangan 1. Pin echo ultrasonik kopi Pin 4-2. Pin trigger ultrasonik kopi Pin 5-3. Pin Vcc ultrasonik kopi - 5 V 4. Pin GND ultrasonik kopi - GND 5. Pin echo ultrasonik susu Pin 13-6. Pin trigger ultrasonik susu Pin 12-7. Pin Vcc ultrasonik susu - 5 V 9. Pin GND ultrasonik susu - GND 10. Pin echo ultrasonik coklat Pin 11-11. Pin trigger ultrasonik coklat Pin 6-37
Tabel 3.4 Konfigurasi pin rangkaian sensor (Lanjutan) No Pin ATmega328P Keterangan 12. Pin Vcc ultrasonik coklat - 5 V 13 Pin GND ultrasonik coklat - GND 14. Pin Data DS18b20 Pin 14-15. Pin Vcc DS18b20-5 V 16. Pin GND DS18b20 - GND 17. Pin RX bloetooth HC-05 Pin 3-18 Pin TX bloetooth HC-05 Pin 2-19 Pin Vcc bloetooth HC-05-5 V 20. Pin GND bloetooth HC-05 - GND 38