dc control drive pada sistem kendali terdistribusi …

TUGAS AKHIR

DC CONTROL DRIVE PADA SISTEM KENDALI

TERDISTRIBUSI MINI

BERBASIS PLC OMRON CPM2A

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro Jurusan Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh :

ERI CAHYONO NIM : 045114073

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2009

i

FINAL PROJECT

DC CONTROL DRIVE IN MINI DISTRIBUTED CONTROL

SISTEM BASED ON OMRON PLC CPM2A

In Partial Fulfilment of the Requirements for the degree of Sarjana Teknik

Electrical Engineering Study Program Electrical Engineering Departement

Science and Technology Faculty Sanata Dharma University

ERI CAHYONO

NIM : 045114073

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2009

ii

LEMBAR PERSETUJUAN

PROPOSAL PRA TUGAS AKHIR


TERDISTRIBUSI MINI


Oleh :

ERI CAHYONO

NIM : 045114073

Telah disetujui oleh :

Pembimbing I

iii

HALAMAN PENGESAHAN

TUGAS AKHIR


TERDISTRIBUSI MINI


iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

“Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tugas akhir yang saya tulis ini

tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,

kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka,

sebagaimana layaknya karya ilmiah.”

v

HALAMAN PERSEMBAHAN

Kupersembahkan karya tulis ini kepada :

Allah SWT yang maha pengasih dan maha penyayang Ayah dan Ibuku Tercinta,

Saudaraku mba’ Enik dan mas Totok yang kucintai, Kekasihku tersayang,

Temen-temen yang mendukungku, dan Almamaterku Teknik Elektro USD

vi

HALAMAN MOTTO

Manusia dapat dihancurkan.. Manusia dapat dimatikan.. Akan tetapi manusia tidak dapat dikalahkan.. Selama manusia itu setia pada hatinya.. (PSHT 1922) Rumangsa Bisa Satemene Bodho, Andhap Asor Jejering Wong Ngerti Temen Angolah Santosaning Kalbu Kang Ditemeni Bakalane Tinemu (PSHT 1922) Just Do It, But Do It Right

vii

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :

Nama : Eri Cahyono

Nomor Mahasiswa : 045114073

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

DC CONTROL DRIVE PADA SISTEM KENDALI TERDISTRIBUSI MINI


beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan kepada

Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan, mengalihkan dalam

bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data, mendistribusikan secara

terbatas dan mempublikasikannya di internet atau media lain untuk kepentingan akademis

tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun memberikan royalti kepada saya selama tetap

mencantumkan nama saya sebagai penulis.

Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di Yogyakarta

Pada tanggal : 23 Juli 2009

viii

INTISARI

Peningkatan kebutuhan dalam sistem kendali untuk mengontrol plant lebih dari satu telah membawa perkembangan dalam sub-area baru dalam sistem kontrol yang dikenal sebagai DCS (distributed control system). Tugas akhir ini meneliti tentang salah satu bagian dari mini DCS, yaitu DC control drive. DC control drive akan mengatur kecepatan motor dc yang digunakan untuk menjalankan conveyor dan menyediakan tegangan yang digunakan untuk menjalankan proses. Pengaturan kecepatan motor dc ini menggunakan pengendali berbasis PID dan penalaan parameternya menggunakan metode heuristic dengan PLC CPM2A sebagai pengendalinya. Programmable terminal (PT) NT30C digunakan untuk menampilkan kecepatan motor dc, terminal tegangan, grafik dan sebagai masukan untuk pengaturan parameter-parameter PID. DC control drive untuk pengaturan kecepatan motor dc dan penyedia tegangan telah diimplementasikan dan dilakukan pengujian untuk mengamati tanggapan sistem dari plant. Tanggapan sistem diamati dari gambar grafik pada programmable terminal NT30C. Hasil yang diperoleh adalah tanggapan sistem yang paling baik terjadi saat nilai penalaan parameter Pb = 170, Ti = 9999 dan td = 0 dengan error yang tidak terlalu besar yaitu 5%. Kata kunci : PLC CPM2A, terminal tegangan, programmable terminal NT30C,

metode heuristic.

ix

ABSTRACT

The development of control system which is able to control some plant has come to further improvement of control system called DCS (Distributed Control System). This final project deals with DC control drive, which is a part of mini DCS.

DC control drive that controls the speed of dc motor that is used to operate a conveyor and to provide voltage that is used to operate the process. The speed of this motor uses controller based on PID and heuristic method is used to count parameter of PID with PLC CPMA2A as the controller. PT (Programmable Terminal) NT30C is used to show the speed of dc motor, voltage terminal, graph, and also used to control parameter of PID.

DC control drive that controls the speed of dc motor and provides voltage has been implemented and tested to observe the response of the plant. The response of the system was observed from the graph shown in programmable terminal NT30C. The best result which was obtained at parameter Pb = 170, Ti = 9999 td = 0 with little fault found 5%. Keywords : PLC CPM2A, voltage terminal, programmable terminal NT30C,

heuristic method.

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa, karena atas Anugerah-Nya

penulis akhirnya dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik dan lancar.

Dalam proses penulisan tugas akhir ini penulis menyadari bahwa ada begitu banyak

pihak yang telah memberikan perhatian dan bantuan dengan caranya masing-masing sehingga

tugas akhir ini dapat terselesaikan. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih

antara lain kepada :

1. Allah SWT atas segala Rahmat dan Hidayahnya - Nya.

2. Bernadeta Wuri Harini, S.T., M.T., selaku pembimbing atas bimbingan, dukungan, saran

dan kesabaran bagi penulis dari awal sampai tugas akhir ini bisa selesai.

3. Ir. Tjendro, selaku pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu serta

memberikan bimbingan dan saran yang tentunya sangat berguna untuk tugas akhir ini.

4. Damar wijaya ST, MT., dan Ir. Th. Prima Ari Setiyani, M.T., selaku penguji yang telah

bersedia memberikan kritik dan saran.

5. Seluruh dosen dan laboran Teknik Elektro atas ilmu yang telah diberikan selama penulis

menimba ilmu di Universitas Sanata Dharma.

6. Bapak dan Ibu tercinta atas kasih sayang, semangat, doa, dan dukungan secara moril

maupun materiil, serta dorongan untuk segera menyelesaikan tugas akhir ini.

7. Saudaraku, Mba’ Enik dan Mas Totok atas dukungan, cinta, dan bantuan yang sangat

berguna.

8. Kekasihku tersayang atas dukungan dan cinta selama ini.

9. Temen-temen PLC TEAM: Bekti, Taufik, Stenly dan Eko.

10. Teman-teman seperjuanganku: Sumin, Daga, Robert, Bayu, dan Stenly terima kasih atas

kebersamaan, bantuan dan masukan yang telah diberikan selama ini.

xi

xii

11. Teman-teman Elektro: Wharton, Juli, Yustin, Totok, Edi, Oscar, Jhon, Erik, Bayu rani,

Arga, Tulus, Vendy, Budi, Agung, dan Sugiarto serta teman-teman Elektro 2003 dan 2004

yang selalu berbagi ilmu dan pengalaman kuliah.

12. Temen-temen makrab: Ridwan, Betut, Ganang, Mas Yopa, Agil, Arif, Wawan dan Pak

Aris (Angkringan).

13. Teman-teman kost 99b: Adit, Danan, Dwi yang selalu memberikan saran-saran yang

berguna.

14. Dan seluruh pihak yang telah ambil bagian dalam proses penulisan tugas akhir ini yang

terlalu banyak jika disebutkan satu-persatu.

Dengan rendah hati penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih jauh dari sempurna,

oleh karena itu berbagai kritik dan saran untuk perbaikan tugas akhir ini sangat diharapkan.

Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Terima kasih.

Yogyakarta, Juli 2009

Penulis

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL .............................................................................................................. i

HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................ iii

HALAMAN PENGESAHAN.......................................................................... iv

HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .................................... v

HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vi

HALAMAN MOTTO ...................................................................................... vii

HALAMAN PUBLIKASI ............................................................................... viii

INTISARI ......................................................................................................... ix

ABSTRACT...................................................................................................... x

KATA PENGANTAR...................................................................................... xi

DAFTAR ISI..................................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR........................................................................................ xvii

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xxiv

BAB I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah ........................................................... 1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ................................................. 2

1.3. Batasan Masalah ........................................................................ 2

1.4. Metodologi Penelitian................................................................ 3

1.5. Sistematika Penulisan ................................................................ 3

BAB II. DASAR TEORI

2.1. Distributed Control System (DCS) .......................................... 5

2.2. Sensor Kecepatan ...................................................................... 8

2.3. Frequency to Voltage Converter ................................................ 9

2.4. Penguat Operasional .................................................................. 10

2.4.1 Penguat Non-inverting ................................................... 10

xiii

2.4.2 Pengikut Tegangan ( Voltage Follower )....................... 11

2.4.3 Pembanding ( Comparator ) .......................................... 12

2.4.4 Pembangkit Gelombang Kotak dan Segitiga ................. 13

2.4.5 Penyearah Presisi Gelombang Penuh............................. 14

2.5. Driver Motor dc ......................................................................... 14

2.6. Tanggapan Transien................................................................... 16

2.7. Pengendali PID ......................................................................... 17

2.7.1 Pengendali Proposional.................................................. 18

2.7.2 Pengendali Integral ........................................................ 19

2.7.3 Pengendali Diferensial ................................................... 21

2.7.4 Pengendali Proposional, Integral dan Diferensial.......... 22

2.8. Metode Penalaan Heuristic ........................................................ 23

2.9. Pengendali PID Pada PLC CPM2A........................................... 24

2.91 Aksi Pengendali PID....................................................... 24

2.11.1.a. Kondisi Eksekusi OFF .................................... 24

2.11.1.b. Kondisi Eksekusi Naik Tepi ........................... 25

2.11.1.c. Kondisi Eksekusi ON...................................... 25

2.10. Modul Analog Digital (MAD01) ............................................... 26

2.11. Programmable Logic Controller CPM2A.................................. 29

2.11.1. Bagian-Bagian Progammable Logic Controller ............ 30

2.11.1.1. Central Processing Unit ( CPU)...................... 30

2.11.1.2. Memori............................................................ 30

2.11.1.3. Memori pada PLC CPM2A ............................ 31

2.11.1.4. Waktu Scan ..................................................... 33

2.11.2. Logika dalam Diagram Ladder ..................................... 33

2.12. Programmable Terminal NT30C ............................................... 36

2.13. Rotary Encoder .......................................................................... 37

BAB III. RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Diagram Blok............................................................................. 40

xiv

3.1.1 Diagram Blok Umum........................................................ 40

3.1.2. Diagram Blok DC Control Drive..................................... 40

3.2. Perancangan Perangkat Keras.................................................... 42

3.2.1. Antarmuka Tombol ON dan Tombol OF....................... 42

3.2.2. Sensor Kecepatan .......................................................... 43

3.2.3. Frequency to Voltage Converter .................................... 45

3.2.4. Pembangkit Gelombang Kotak dan Segitiga ................. 47

3.2.5. Rangkaian Penyearah Presisi ......................................... 48

3.2.6. Driver Motor DC ........................................................... 49

3.2.7. Rangkaian Pembanding ................................................. 50

3.2.8. Antarmuka Terminal Tegangan ..................................... 50

3.2.9. Antarmuka Alarm (Buzzer)............................................ 52

3.2.10. Layout Programmable Terminal NT30C ...................... 53

3.3. Perancangan Perangkat Lunak................................................... 55

3.3.1. Kerangka Utama Program.............................................. 55

3.3.2. Indikator Tombol ON/OFF dan Terminal Tegangan..... 56

3.3.3. Inisialisasi Programmable Terminal NT30C................. 58

3.3.4. Masukan Parameter PID ................................................ 59

3.3.4.1 Masukan Parameter Set Point (Sp) .................... 59

3.3.4.2 Masukan Parameter Propotional Bandwitdh ..... 60

3.3.4.3 Masukan Parameter Integral Time (Ti).............. 60

3.3.4.4 Masukan Parameter Deverative Time (Td) ........ 61

3.3.4.5 Masukan Parameter Periode Sampling .............. 62

3.3.4.6 Masukan Parameter Operational Specifier dan

Masukan Filter Coefficient ................................ 63

3.3.4.7 Masukan Parameter Range Keluaran dan Range

Masukan.......................................................... 64

3.3.5. Masukan First Parameter............................................... 65

3.3.6. Pembacaan Data MAD01 dan Penyimpanan................. 65

3.3.7. Keluaran MAD01........................................................... 66

xv

xvi

3.3.8. Hapus memori DM ........................................................ 67

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Implementasi Alat dan Cara Kerja Alat..................................... 68 4.2. Hasil Pengujian Perangkat Keras............................................... 71

4.2.1 Pengujian Sensor kecepatan............................................. 71 4.2.2 Pengujian Frequency to Voltage Converter..................... 72

4.2.3 Pengujian Pembangkit Gelombang Kotak dan Segitiga .. 73

4.2.4 Pengujian Rangkaian Penyearah Presisi .......................... 74

4.2.5 Pengujian Rangkaian Pembanding .................................. 75

4.2.6 Pengujian Driver Motor ................................................... 76

4.2.7 Pengujian Terminal Tegangan ......................................... 76

4.2.4 Pengujian Alarm (Buzzer)................................................ 77

4.2.5 Pengujian Programmable Terminal................................. 77

4.3. Hasil Pengujian Terhadap Plant ................................................ 78

4.3.1 Pengujian Perangkat Keras terhadap Plant.................... 78

4.3.2 Pengujian Plant tanpa Beban ......................................... 81

4.3.3 Pengujian Plant dengan Beban ...................................... 85

4.4 Pengujian Perangkat Lunak ..................................................... 89

BAB V. PENUTUP

5.1 Kesimpulan ............................................................................... 110

5.2 Saran ........................................................................................ 110

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2-1 Sistem kendali terdistribusi………………………………….. 5

Gambar 2-2 Diagram blok jaringan bus I/O………………………………. 7

Gambar 2-3 Rangkaian sensor kecepatan…………………………………. 8

Gambar 2-4 Rangkaian frequency to voltage converter………………… 9

Gambar 2-5 Rangkaian penguat operasional sebagai penguat non-

inverting………………………………………………………

10

Gambar 2-6 Rangkaian penguat operasional sebagai pengikut tegangan… 11

Gambar 2-7 Pembanding non-inverting dengan bias positif……………… 12

Gambar 2-8 Pembanding inverting dengan bias positif…………………... 12

Gambar 2-9 Rangkaian pembangkit gelombang kotak dan segitiga……… 13

Gambar 2-10 Penyearah presisi gelombang penuh………………………... 14

Gambar 2-11 Rangkaian driver motor dc………………………………… 15

Gambar 2-12 Kurva tanggapan transient…………………………………… 17

Gambar 2-13 Diagram blok pengendali proporsional……………………… 18

Gambar 2-14 Proportional band dari pengendali proporsional tergantung

pada penguatan.........................................................................

19

Gambar 2-15 Kurva sinyal kesalahan e(t) terhadap t dan kurva u(t)

terhadap t pada pembangkit kesalahan nol…………………...

19

xvii

Gambar 2-16 Diagram blok hubungan antara besaran kesalahan dengan

pengendali integral......................................................................

20

Gambar 2-17 Perubahan keluaran sebagai akibat penguatan dan kesalahan.. 20

Gambar 2-18 Diagram blok pengendali diferensial………………………… 21

Gambar 2-19 Kurva waktu hubungan masukan-keluaran pengendali

diferensial.................................................................................

21

Gambar 2-20 Diagram blok pengendali PID analog....................................... 22

Gambar 2-21 Hubungan dalam fungsi waktu antara sinyal keluaran dengan

masukan untuk pengendali PID................................................

22

Gambar 2-22 Hubungan periode sampling dan proses PID………………... 24

Gambar 2-23 Ilustrasi masukan/keluaran pada MAD01…………………… 27

Gambar 2-24 Kontak Normally open (NO) dan Normally close (NC)…….. 33

Gambar 2-25 Diagram ladder logika NOT………………………………… 34

Gambar 2-26 Diagram ladder logika AND………………………………… 34

Gambar 2-27 Diagram ladder logika OR…………………………………... 35

Gambar 2-28 Contoh tampilan pada PT NT30C…………………………… 36

Gambar 2-29 Contoh piringan rotary encoder……………………………… 38

Gambar 2-29 Sinyal keluaran rotary encoder……………………………… 38

Gambar 3-1 Diagram blok mini DCS........................................................... 40

Gambar 3-2 Diagram blok perancangan DC control drive pada mini DCS. 41

Gambar 3-3 Rangkaian antarmuka tombol ON/OFF................................... 42

xviii

Gambar 3-4 Penempatan sensor kecepatan motor........................................ 43

Gambar 3-5 Rangkaian sensor kecepatan..................................................... 44

Gambar 3-6 Rangkaian frequency to voltage converter dan rangkaian

penguat tegangan……………………………………………..

45

Gambar 3-7 Rangkaian pembangkit gelombang kotak dan segitiga............ 47

Gambar 3-8 Rangkaian penyearah presisi.................................................... 49

Gambar 3-9 Rangkaian driver motor dc....................................................... 49

Gambar 3-10 Rangkaian pembanding dan buffer.......................................... 50

Gambar 3-11 Rangkaian antarmuka terminal tegangan................................. 50

Gambar 3-12 Rangkaian buzzer untuk terminal tegangan............................. 52

Gambar 3-13 Layout tampilan menu utama (screen 1)…………………….. 54

Gambar 3-14 Layout tampilan monitor screen (screen 2)…………………. 54

Gambar 3-15 Layout tampilan set screen (screen 3)……………………….. 54

Gambar 3-16 Layout tampilan graph line (screen 4)………………………. 55

Gambar 3-17 Diagram alir DC control drive................................................. 56

Gambar 3-18 Diagram alir indikator ON/OFF dan terminal

tegangan……............................................................................

57

Gambar 3-19 Diagram alir kodisi tegangan keluaran tiap power supply....... 58

Gambar 3-20 Diagram alir inisialisasi PT NT30C…………………………. 58

Gambar 3-21 Diagram alir masukan parameter set point…………………... 59

Gambar 3-22 Diagram alir masukan parameter Pb........................................ 60

xix

Gambar 3-23 Diagram alir masukan parameter Ti......................................... 61

Gambar 3-24 Diagram alir masukan parameter Td........................................ 62

Gambar 3-25 Diagram alir masukan parameter periode sampling................. 63

Gambar 3-26 Diagram alir masukan parameter operation specifier dan

masukan filter coefficient..........................................................

63

Gambar 3-27 Diagram alir masukan parameter range keluaran dan range

keluaran.....................................................................................

64

Gambar 3-28 Diagram alir masukan first parameter (P1)............................. 65

Gambar 3-29 Diagram alir pembacaan MAD01 dan penyimpanan

data……………………………………………………………

66

Gambar 3-30 Diagram alir keluaran............................................................... 66

Gambar 3-31 Diagram alir hapus memori DM.............................................. 67

Gambar 4-1(a) Papan kontrol tampak dalam………………………………… 69

Gambar 4-1(b) Papan kontrol tampak depan…………………………………. 69

Gambar 4-2(a) Papan power supply………………………………………….. 69

Gambar 4-2(b) Papan rangkaian……………………………………………… 69

Gambar 4-3(a) Tampilan menu utama……………………………………….. 70

Gambar 4-3(b) Tampilan monitor screen…………………………………….. 70

Gambar 4-3(c) Tampilan set screen………………………………………….. 70

Gambar 4-3(d) Tampilan graph line…………………………………………. 70

Gambar 4-4 Grafik hubungan antara tegangan motor dengan keluaran 71

xx

sensor kecepatan……………………………………………...

Gambar 4-5 Grafik persen error(%) pengukuran tegangan keluaran

penguat untuk frekuensi bervariasi…………………………..

73

Gambar 4-6 Hasil keluaran pembangkit gelombang kotak dan segitiga...... 74

Gambar 4-7 Hasil keluaran rangkaian penyearah presisi............................. 75

Gambar 4-8 Hasil keluaran pembangkit gelombang kotak dan segitiga dan

sinyal PWM............................................................................

75

Gambar 4-9 Hasil pengujian programmable terminal (PT) NT30C............ 78

Gambar 4-10 Grafik persen error(%) tampilan kecepatan motor pada PT

NT30C untuk tegangan motor bervariasi.................................

79

Gambar 4-11 Grafik persen error (%) keluaran Frequency to Voltage

Converter untuk frekuensi sensor bervariasi............................

79

Gambar 4-12 Tanggapan sistem dengan nilai Pb = 170……………………. 82

Gambar 4-13 Tanggapan sistem dengan nilai parameter Pb = 170 dan nilai

parameter Ti = 50……………………………………………

84

Gambar 4-14 Tanggapan sistem dengan nilai Pb = 150…………………… 86

Gambar 4-15 Tanggapan sistem dengan nilai parameter Pb = 150 dan nilai

parameter Ti = 50……………………………………………

88

Gambar 4-16 Snapshot listing program tombol ON/OFF............................... 91

Gambar 4-17 Snapshot listing program untuk SCADA................................. 91

Gambar 4-18 Snapshot listing program untuk keluaran terminal tegangan.. 91

xxi

Gambar 4-19 Snapshot listing program untuk kondisi tiap terminal

tegangan dalam kondisi ON.....................................................

92

Gambar 4-20 Snapshot listing program untuk kondisi tiap terminal

tegangan dalam kondisi OFF....................................................

93

Gambar 4-21 Snapshot listing program untuk indikator keluaran pada

buzzer.......................................................................................

94

Gambar 4-22 Snapshot listing program inisialisasi PT NT30C...................... 95

Gambar 4-23 Snapshot listing program untuk masukan set point.................. 95

Gambar 4-24 Snapshot listing program masukan parameter Pb..................... 96

Gambar 4-25 Snapshot listing program masukan parameter Ti..................... 98

Gambar 4-26 Snapshot listing program masukan parameter Td.................... 100

Gambar 4-27 Snapshot listing program masukan parameter periode

sampling...................................................................................

102

Gambar 4-28 Snapshot listing program masukan parameter operation

specifier dan masukan filter coeffisient....................................

103

Gambar 4-29 Snapshot listing program masukan parameter range keluaran

dan range masukan...................................................................

104

Gambar 4-30 Snapshot listing program masukan first parameter (P1).......... 106

Gambar 4-31 Snapshot listing program pembacaan MAD01 dan

penyimpanan.............................................................................

107

Gambar 4-32 Snapshot listing program PID................................................... 108

xxii

xxiii

Gambar 4-33 Snapshot listing program keluaran MAD01............................. 108

Gambar 4-34 Snapshot listing program hapus alamat DM............................. 109

DAFTAR TABEL

Tabel 2-1 Perbandingan sistem terpusat dan sistem terdistribusi………............. 6

Tabel 2-2 Setting dan fungsi pada PI ………………………………………….. 25

Tabel 2-3 Spesifikasi masukan MAD01………………………………………... 27

Tabel 2-4 Alokasi IR pada MAD01…………………………………………….. 27

Tabel 2-5 Spesifikasi keluaran MAD01………………………………………… 28

Tabel 2-6 Alokasi channel MAD01……………………………………….......... 28

Tabel 2-7 Setting range MAD01………………………………………………... 29

Tabel 2-8 Tabel intruksi PLC…………………………………………………… 35

Tabel 4-1 Hasil pengujian rangkaian pembangkit gelombang kotak dan

segitiga…….…………………………………………………………. 74

Tabel 4-2 Hasil pengujian rangkaian penyearah presisi………………………… 74

Tabel 4-3 Hasil pengujian driver motor………………………………………… 76

xxiv

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Dalam perkuliahan di Jurusan Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma,

mahasiswa sering melakukan percobaan pengendalian suhu atau pengendalian posisi

menggunakan pengendali PID (baik dengan rangkaian analog maupun mikrokontroler),

misalnya untuk tugas akhir atau praktikum. Sebagian besar pengendali pada laboratorium

kendali Jurusan Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma masih menggunakan

pengendali PID analog. Hal ini menyebabkan praktikan memerlukan waktu yang lama

dalam pengambilan data saat praktikum, karena pemberian nilai-nilai parameter PID dan

pengambilan data dilakukan secara manual, yaitu dengan mengukur tegangan keluaran

(proses value, PV) dan mengatur tegangan pada tiap-tiap parameter PID.

Permasalahan lain juga muncul dari dunia industri. Industri saat ini banyak yang

membutuhkan suatu alat yang dapat mengendalikan kecepatan motor dc dan dapat

dimonitor dari jarak jauh. Sedangkan harga modul untuk control drive sangat mahal, oleh

karena itu perlu dibuat suatu alat yang dapat mengendalikan kecepatan motor dc dan dapat

dimonitor dari jarak jauh serta mudah dalam pengaturan nilai-nilai parameter PID. Alat

seperti ini biasa disebut DC control drive.

DC control drive merupakan alat yang berfungsi untuk mengendalikan kecepatan

motor dc dengan menggunakan PLC CPM2A sebagai pengendali utamanya. Alat ini juga

dapat digunakan sebagai modul praktikum kendali pada laboratorium kendali Jurusan

Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma. DC control drive dirancang agar dapat

terintegrasi dengan SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition), dapat

1

menampilkan kecepatan motor dc, dan menampilkan nilai-nilai parameter PID pada

programmable terminal (PT) NT30C. Disamping mengendalikan kecepatan motor dc, alat

ini juga menyediakan beberapa sumber tegangan yang digunakan untuk mengoperasikan

sistem.

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah membuat DC control drive pada

mini DCS yang berfungsi mengendalikan kecepatan motor dc dan menyediakan sumber

tegangan.

Beberapa manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah :

1. Memberikan DC control drive yang lebih murah yang dapat dimonitor oleh SCADA

untuk kalangan industri.

2. Memberikan alternatif lain untuk digunakan sebagai control drive pada

laboratorium kendali Jurusan Teknik Elektro, Universitas Sanata Dharma maupun

pada perusahaan-perusahaan.

3. Membantu dosen pengampu mata kuliah kendali terprogram dalam menjelaskan

tentang aplikasi PLC CPM2A.

4. Sebagai referensi yang dapat mendukung penelitian selanjutnya yang berkaitan

dengan perancangan DC control drive menggunakan PLC CPM2A.

1.3 Batasan Masalah

Secara menyeluruh penelitian ini dibatasi pada :

1. Pendeteksi kecepatan motor menggunakan sensor opto interrupter.

2. Pengendali menggunakan PLC OMRON CPM2A-20CDR-A.

3. Modul ADC/DAC menggunakan CPM1A-MAD01.

2

4. Penampil menggunakan PT NT30C.

5. Motor dc yang digunakan untuk conveyor dikontrol secara PID.

6. Masukan setting parameter PID melalui tombol touch switch pada PT

NT30C.

7. Sumber tegangan yang disediakan adalah 12 volt DC, -12 volt DC, dan 220

volt AC.

8. PT NT30C menampilkan kecepatan motor dc, set point, nilai parameter PB,

nilai parameter Ti, nilai parameter Td dan kondisi terminal tegangan.

1.4 Metodologi Penelitian

Penulis melakukan penelitian dengan:

1. Mengumpulkan referensi dan literatur dari perpustakaan dan internet.

2. Menyusun referensi dan literatur yang telah ada.

3. Melakukan perancangan dan pembuatan alat yang terencana meliputi

perancangan perangkat keras dan lunak. Untuk mengetahui hasil

perancangan sesuai dengan hasil yang di inginkan, maka pada perancangan

perangkat keras akan dilakukan simulasi.

4. Melakukan pengujian hasil perancangan. Titik perancangan yang akan diuji

adalah keluaran pada sensor opto interrupter, tegangan keluaran pada

frequency to voltage converter, keluaran pada pembangkit gelombang kotak

dan segitiga, terminal tegangan, PT NT30C dan kecepatan motor dc.

1.5 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan ini adalah sebagai berikut:

3

4

Bab I Pendahuluan

Bab ini berisi judul, latar belakang, tujuan, manfaat, batasan masalah,

metodologi penelitian, dan sistematika penulisan.

Bab II Dasar Teori

Bab ini berisi dasar teori sensor kecepatan, frequency to voltage converter,

pembangkit gelombang kotak dan segitiga, penyearah presisi, driver motor

dan PT NT30C.

Bab III Rancangan Penelitian

Bab ini berisi rancangan simulasi yang dibuat meliputi diagram blok dan

bagan alir program (flow chart).

Bab IV Pengamatan dan Pembahasan

Bab ini berisi hasil pengamatan yang dilakukan dan pembahasan dari hasil

pengamatan tersebut.

Bab V Penutup

Bab ini berisi kesimpulan dari hasil pengamatan dan pembahasan rangkaian

serta saran-saran yang menyangkut ide-ide mengenai langkah-langkah lanjut

untuk perbaikan dan pengembangan penelitian yang telah dilakukan.

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Distributed Control System (DCS)

Distributed control system (DCS) atau sistem kendali terdistribusi merupakan

salah satu metode pengendalian yang menggunakan beberapa unit pemroses untuk

mengendalikan suatu plant dengan tujuan agar beban pengendalian dapat terbagi [1].

Gambar 2-1 menunjukkan sistem terkendali terdistribusi. Beban komputasi yang harus

dilakukan terhadap plant pengendalian tersebut dirancang agar tidak tertumpu pada suatu

unit pemroses, melainkan didistribusikan pada beberapa unit. Beberapa unit pemroses

harus dapat saling bekerja sama sehingga dapat membangun suatu sistem yang

terintegrasi.

Gambar 2-1. Sistem kendali terdistribusi [1]

Secara garis besar, perbedaan antara sistem kendali terpusat (central) dengan

sistem kendali terdistribusi (distributed control system) ditunjukkan pada Tabel 2-1 [2].

5

6

Tabel 2-1. Tabel perbandingan sistem terpusat dan sistem terdistribusi [2]

Sistem terpusat (central) Sistem terdistribusi (distributed) Banyak kabel Data terkirim melalui jaringan khusus

terprogram terkonfigurasi Mudah rusak Resiko rendah

Dengan adanya suatu sistem kendali yang terdistribusi, maka semua proses yang

dikendalikan dengan menggunakan sistem akan terdistribusi ke stasiun-stasiun kontrol

(control station). Masing-masing proses akan dikendalikan oleh masing-masing control

station sehingga gangguan-gangguan yang mungkin timbul akan mudah terlacak dan

gangguan yang timbul pada salah satu proses tidak akan berpengaruh bagi proses lainnya.

Pada sistem kendali terpusat, gangguan pada salah satu proses akan membawa

akibat buruk bagi proses lainnya. Tujuan akhir sistem kendali terdistribusi adalah untuk

meningkatkan kinerja sistem kendali plant. Kinerja-kinerja yang dipengaruhi dengan

adanya sistem kendali terdistribusi adalah:

1. Produksi

• Mengoptimalkan jadwal produksi.

• Mengoptimalkan penempatan peralatan.

2. Efisiensi

• Penghematan energi dan material.

3. Keselamatan kerja dan penghematan biaya

• Optimasi besar plant.

4. Peningkatan unjuk kerja suatu sistem peralatan

Keuntungan dan kelebihan yang dimiliki DCS:

1. DCS dapat dipasang untuk aplikasi dalam konfigurasi yang sangat sederhana,

kemudian dapat ditingkatkan dan diperluas sesuai kebutuhan selanjutnya.

7

2. Sistem dapat melakukan multifungsi paralel karena sistem tersusun dari

multiprosesor.

3. Pengkabelan pengendali lebih hemat atau sedikit dibanding dengan

konfigurasi kendali komputer terpusat.

4. Model jaringan memberikan informasi proses seluruh bagian perusahaan

sehingga, menajemen pabrik dan proses berjalan lebih efisien.

Jaringan bus I/O (I/O bus networks) merupakan hal yang paling utama dalam

sistem kontrol terdistribusi. Jaringan bus I/O memungkinkan setiap PLC berkomunikasi

dengan perangkat I/O seperti halnya sebuah sistem komputer pengawas berkomunikasi

dengan PLC dalam local area network (LAN).

Gambar 2-2. Diagram blok jaringan bus I/O [2]

Arsitektur jaringan bus I/O mengikuti konfigurasi pohon, dimana setiap perangkat

masukan misalnya sensor dihubungkan secara langsung pada PLC atau bus LAN. Gambar

2-2 menunjukkan diagram blok jaringan bus I/O. Di dalam jaringan bus I/O, PLC

berhubungan langsung dengan perangkat masukan tanpa menggunakan modul I/O,

sehingga PLC berkomunikasi dengan setiap perangkat I/O berdasarkan protokol bus.

8

2.2 Sensor Kecepatan

Sensor kecepatan adalah sebuah rangkaian elektronik yang terdiri dari

sebuah opto interrupter dan resistor [3]. Opto interrupter terdiri dari sebuah dioda

infrared dan sebuah fototransistor yang dipasang saling berhadapan. Opto interrupter

memiliki bentuk fisik yang menyerupai huruf U dengan satu sisi terdapat dioda infrared,

sedangkan di hadapannya terdapat fototransistor. Gambar 2-3 menunjukkan rangkaian

sensor kecepatan.

VCC

ISO1OPTO INTERRUPTER

R2R1

I

Gambar 2-3. Rangkaian sensor kecepatan [3]

Dioda infrared hanya mampu melewatkan arus maju maksimal sebesar 20mA.

Oleh karena itu sebuah resistor sebagai pembatas arus perlu ditambahkan. Besaran nilai

resistor minimal ditentukan dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut:

IVccR =1 (2.1)

Fototransistor adalah suatu semikonduktor yang dapat beroperasi jika bidang

penerima cahaya disinari oleh cahaya. Bila bidang penerima cahaya fototransistor disinari

oleh cahaya dari dioda infrared pasangannya, maka transistor akan aktif (ON) dan

keluaranan sensor kecepatan akan low. Apabila ada penghalang antara dioda infrared dan

9

fototransistor, maka fototransistor tidak aktif (OFF). Opto interrupter biasanya digunakan

sebagai sensor gerakan.

2.3 Frequency to Voltage Converter

LM2917 adalah IC single chip frequency to voltage converter atau sering disebut

rangkaian tachogenerator statis yang didesain dengan pemakaian komponen eksternal

seminimal mungkin, namun dapat menghasilkan tegangan keluaran yang optimal [4].

Tachogenerator statis mengambil pulsa dari pembangkit frekuensi masukan melalui

komparator pertama. Masukan inverting pada komparator pertama dihubungkan dengan

ground melalui sebuah kapasitor seri dan masukan non-inverting mendapat masukan

sinyal gelombang kotak. Gambar 2-4 menunjukkan rangkaian frequency to voltage

converter.

Gambar 2-4. Rangkaian frequency to voltage converter [4]

Komparator pertama berfungsi sebagai detektor tegangan saat berada di nol volt

(zero crossing detector) yang membandingkan gelombang persegi pada masukan non-

inverting dengan acuan tegangan 0 volt pada masukan inverting. Keluaran dari

komparator pertama diumpankan pada charge pump yang berfungsi mengubah frekuensi

10

menjadi tegangan pada saat sinyal masukan berubah keadaan. Tegangan yang dihasilkan

oleh rangkaian tachogenerator dirumuskan dengan persamaan:

Vo = VCC x f IN x C1 x R1 x K (2.2)

dengan K adalah konstanta penguatan LM2917 sebesar 1 kali, sedangkan C2 pada

Gambar 2-4 berfungsi sebagai perbaikan riple tegangan.

Frekuensi masukan maksimum dari frequency to voltage converter (F to V)

LM2917 ditentukan dengan persamaan berikut:

Fmaks = VCCC

Ic×1

(2.3)

dengan nilai C1 didapat dari:

C1 = VCCFmaks

Ic×

(2.4)

2.4 Penguat Operasional

2.4.1 Penguat Operasional sebagai Penguat Non-Inverting

Sering kali penguat yang memberikan keluaran sama besar dan sefasa dengan

masukannya, serta memenuhi hubungan Rf tertentu dengan Ri dibutuhkan dalam

perancangan [5, 6]. Oleh karena itu, rangkaian penguat non-inverting digunakan untuk

memperoleh penguatan yang sefasa dengan masukannya. Gambar 2-5 menunjukkan

rangkaian penguat non-inverting.

Gambar 2-5. Rangkaian penguat operasional sebagai penguat non-inverting [5]

11

Dengan asumsi tegangan antara tegangan terminal inverting (-) dan non-inverting

(+) adalah 0 volt, berarti tegangan di titik A sama dengan Vi. Arus yang mengalir pada Ri

sama dengan arus yang mengalir pada Rf, yaitu:

RiViI = (2.5)

Penguatan tegangan dapat dihitung dengan persamaan:

⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞+=

RiRfVo 1 Vi

⎜⎜⎝

⎛⎟⎠⎞+=

RiRf

ViVo 1 (2.6)

2.4.2 Penguat Operasional sebagai Pengikut Tegangan (Voltage Follower)

Pengikut tegangan (voltage follower) kadang-kadang disebut sebagai penyangga

atau buffer dan memiliki fungsi yang sama dengan seperti pengikut emiter (emitter

follower) [5]. Buffer tegangan berfungsi untuk mempertahankan tegangan keluaran agar

tidak terbebani oleh beban. Tegangan keluaran yang dihasilkan rangkaian buffer persis

sama dengan tegangan masukan. Gambar 2-6 menunjukkan rangkaian penguat

operasional sebagai pengikut tegangan.

V o

Rb

RaV o

V i V i

+

-

lm741

3

26

74

+

-

lm741

3

26

74

Gambar 2-6. Rangkaian penguat operasional sebagai pengikut tegangan [5]

12

Pada rangkaian pengikut tegangan, Ra = ∞ dan Rb = 0. Dengan demikian

penguatan tegangan selalu 1, yang dinyatakan dengan persamaan berikut:

Vo = Vi (2.7)

2.4.3 Penguat Operasional sebagai Pembanding (Comparator)

Op-Amp memiliki dua masukan, yaitu masukan inverting dan non-inverting [5,

6]. Op-Amp dapat digunakan sebagai pembanding untuk melihat status keluarannya yang

mengindikasikan mana diantara kedua tegangan masukan yang lebih besar. Dengan

menerapkan biasing dc pada masukan Op-Amp, level transisi dapat diatur pada level

tegangan yang diinginkan. Hal ini tergantung pula pada polaritas biasing dan pada

terminal Op-Amp mana yang diberi biasing. Gambar 2-7 menunjukkan pembanding non-

inverting bias positif.

Gambar 2-7. Pembanding non-inverting dengan bias positif [5]

Dari Gambar 2-7, dapat diketahui bahwa saat Vi < Vref, maka Vo = -Vsat,

sedangkan saat Vi > Vref, maka Vo = Vsat. Pembanding inverting dengan bias positif

ditunjukkan oleh Gambar 2-8. Dari Gambar 2-8 terlihat bahwa saat Vi < Vref, maka Vo =

Vsat, sedangkan saat Vi > Vref, maka Vo = -Vsat.

Vsat

-Vsat

Vref

Vo

Vi

Gambar 2-8. Pembanding inverting dengan biasing positif [5]

13

2.4.4 Penguat Operasional sebagai Pembangkit Gelombang kotak dan Segitiga

Pembangkit gelombang kotak dan segitiga merupakan satu rangkaian yang

bermanfaat [5]. Rangkaian dapat menghasilkan dua gelombang yaitu gelombang segitiga

dan gelombang kotak Secara serempak. Rangkaian dapat menggunakan dua Op-Amp dan

beberapa komponen pasif. Rangkaian ini terdiri atas satu pembanding non-inverting

dengan histerisis (rangkaian schmitt trigger) dan integrator. Gambar 2-9 menunjukkan

rangkaian pembangkit gelombang kotak dan segitiga.

Keluaran pembanding digunakan untuk masukan integrator dan keluaran

integrator digunakan untuk masukan pembanding. Hubungan seperti ini akan

mengakibatkan pengulangan (feedback loop) lengkap. Tegangan ambang atau transisi

didapatkan dari:

VT = 21

RR Vsat =

11

KRR Vsat =

KVsat (2.8)

dengan Vsat adalah sumber tegangan (VCC) dan K adalah perbandingan nilai R2 dengan

R1. Frekuensi gelombang didapatkan dari:

F = RCK

4 (2.9)

VEE

C

R

R2

VCC

VCC

+

-

LM324

5

67

411

+

-

LM324

3

21

411

Vo segitiga VEE

R1

Gambar 2-9. Rangkaian pembangkit gelombang kotak dan segitiga [5]

14

2.4.5 Penguat Operasional sebagai Penyearah Presisi Gelombang Penuh

Rangkaian penguat operasional sebagai penyearah presisi gelombang penuh terdiri

atas dua buah penguat operasional [7]. Penguat operasional yang pertama berfungsi

sebagai penyearah presisi setengah gelombang inverting dan penguat operasional yang

kedua berfungsi sebagai penjumlah inverting.

D2

R

R/2

+

-

3

26

74

+

-

3

26

74v i

R

D1

Rf

R

v o

Gambar 2-10. Penyearah presisi gelombang penuh [7]

Keuntungan menggunakan rangkaian ini adalah tegangan keluaran yang tidak

mengalami pengurangan tegangan yang disebabkan oleh biasing tegangan maju dioda,

sehingga tegangan di bawah biasing tegangan maju dioda juga dapat disearahkan.

Gambar 2-10 menunjukkan rangkaian penguat operasional sebagai penyearah presisi

gelombang penuh. Besarnya penguatan dapat dihitung dengan:

Penguatan = RRf (2.10)

2.5 Driver Motor DC

Driver motor dc berguna untuk menjalankan motor dc permanen [8]. Rangkaian

driver yang digunakan adalah rangkaian Darlington yang merupakan suatu metode

penyambungan yang dipakai dalam transistor dua kutub guna memberikan suatu

15

pasangan transistor komposit dengan penguatan arus yang tinggi dan impedansi masukan

yang tinggi pula. Gambar 2-11 menunjukkan rangkaian driver motor dc.

Q1BD139

3

2

1Q32N3055

3

2

1

RB

D1

Q22N3055

3

2

1

A-

+MOTOR DC

12

PWM

VCC

Gambar 2-11. Rangkaian driver motor dc [8]

Nilai RB dihitung dengan persamaan:

B

PWM

IVbeV

RB2−

= (2.11)

dengan IB adalah arus yang mengalir pada resistor Q1 (RB) dan VPWM adalah nilai

tegangan keluaran rangkaian PWM. Koneksi Darlington menggunakan dua transistor

berbeda yang mempunyai penguatan arus β1 dan β2, sehingga akan menghasilkan

penguatan arus [7]:

βD = β1 β2 (2.12)

dengan βD adalah penguatan arus koneksi Darlington dan β1 dan β2 adalah penguatan arus

pada transistor1 (Q1) dan tansistor2 (Q2). Arus kolektor (Ic) dapat dihitung dengan

persamaan:

IC = βD IB (2.13)

16

2.6 Tanggapan Transien

Tanggapan transien suatu sistem terhadap masukan tangga satuan tergantung

transien terhadap variasi sistem [9]. Tanggapan transien suatu sistem kontrol secara

praktek selalu menunjukkan osilasi teredam sebelum mencapai keadaan tunaknya.

Tanggapan transien pada umumnya dikelompokkan sebagai berikut:

1. Time delay (td / waktu tunda) merupakan waktu yang diperlukan oleh tanggapan

untuk mencapai setengah nilai akhir untuk waktu yang pertama.

2. Time rise (tr / waktu naik) merupakan waktu yang diperlukan oleh tanggapan

untuk naik dari 10% menjadi 90%, 5% menjadi 95%, atau 0% menjadi 100%

dari nilai akhir yang bisa digunakan. Untuk sistem atas redaman waktu naik

yang biasa digunakan 10% menjadi 90%.

3. Time peak (tp / waktu puncak) merupakan waktu yang diperlukan tanggapan

untuk mencapai puncak pertama overshoot.

4. Waktu turun (ts) merupakan waktu yang diperlukan untuk menanggapi kurva

agar dapat mencapai dan tetap berada dalam rentang nilai akhir ukuran yang

disederhanakan dengan prosentase harga akhirnya (biasanya 2% atau 5%).

Waktu turun tadi dihubungkan dengan tetapan waktu terbesar sistem kontrol.

5. Maximum overshoot (Mp) merupakan nilai puncak kurva tanggapan yang

mempunyai nilai lebih dari satu, sehingga biasa digunakan prosen overshoot

maksimum, dan didefinisikan sebagai berikut:

Maksimum (persen) overshoot = %100)(c

)(c)to(c×

∞∞− (2.14)

besarnya prosen overshoot maksimum menunjukkan kestabilan relatif dari sistem.

Gambar 2-12 menunjukkan kurva tanggapan transien.

17

Gambar 2-12. Kurva tanggapan transien [9]

2.7 Pengendali PID

Keberadaan pengendali dalam sebuah sistem kendali mempunyai kontribusi yang

besar terhadap perilaku sistem [9,10]. Pada prinsipnya hal itu disebabkan oleh tidak dapat

diubahnya komponen penyusun sistem tersebut. Artinya, karakteristik plant harus

diterima sebagaimana adanya, sehingga perubahan perilaku sistem hanya dapat dilakukan

melalui penambahan suatu sub sistem, yaitu pengendali. Salah satu tugas komponen

pengendali adalah mereduksi sinyal kesalahan, yaitu perbedaan antara sinyal setting dan

sinyal aktual. Hal ini sesuai dengan tujuan sistem kendali untuk mendapatkan sinyal

aktual senantiasa (diinginkan) sama dengan sinyal setting.

Semakin cepat reaksi sistem mengikuti sinyal aktual dan semakin kecil kesalahan

yang terjadi, semakin baiklah kinerja sistem kendali yang diterapkan. Apabila perbedaan

antara nilai setting dengan nilai keluaran relatif besar, maka pengendali yang baik

seharusnya mampu mengamati perbedaan ini untuk segera menghasilkan sinyal keluaran

untuk mempengaruhi plant. Dengan demikian sistem secara cepat mengubah keluaran

plant sampai diperoleh selisih antara setting dengan besaran yang diatur sekecil mungkin.

18

2.7.1 Pengendali Proposional

Pengendali proposional (P) memiliki keluaran yang sebanding/proposional dengan

besarnya sinyal kesalahan (selisih antara besaran yang diinginkan dengan harga

aktualnya). Secara lebih sederhana dapat dikatakan, bahwa keluaran pengendali

proporsional merupakan perkalian antara konstanta proporsional dengan masukannya.

Perubahan pada sinyal masukan akan segera menyebabkan sistem secara langsung

mengubah keluarannya sebesar konstanta pengalinya.

Gambar 2-13 menunjukkan diagram blok yang menggambarkan hubungan antara

besaran setting, besaran aktual dengan besaran keluaran pengendali proporsional. Sinyal

kesalahan (error) merupakan selisih antara besaran setting dengan besaran aktualmya.

Selisih ini akan mempengaruhi pengendali, untuk mengeluarkan sinyal positif

(mempercepat pencapaian harga setting) atau negatif (memperlambat tercapainya harga

yang diinginkan).

Gambar 2-13. Diagram blok pengendali proporsional [9]

Pengendali proporsional memiliki 2 parameter, pita proporsional (proportional

band) dan konstanta proporsional. Daerah kerja pengendali efektif dicerminkan oleh pita

proporsional, sedangkan konstanta proporsional menunjukkan nilai faktor penguatan

terhadap sinyal kesalahan, Kp. Hubungan antara pita proporsional (PB) dengan konstanta

proporsional (Kp) ditunjukkan secara prosentase oleh persamaan berikut:

(2.15)

19

Gambar 2-14. Proportional band dari pengendali proporsional tergantung penguatan [9]

Gambar 2-14 menunjukkan grafik hubungan antara PB, keluaran pengendali dan

kesalahan yang merupakan masukan pengendali. Ketika konstanta proporsional

bertambah semakin tinggi, pita proporsional menunjukkan penurunan yang semakin kecil,

sehingga lingkup kerja yang dikuatkan akan semakin sempit.

2.7.2 Pengendali Integral

Pengendali integral (I) berfungsi menghasilkan respon sistem yang memiliki

kesalahan keadaan mantap nol. Kalau sebuah plant tidak memiliki unsur integrator (1/s ),

pengendali proporsional tidak akan mampu menjamin keluaran sistem dengan kesalahan

keadaan mantap nol. Dengan pengendali integral, respon sistem dapat diperbaiki, yaitu

mempunyai kesalahan keadaan mantap nol.

Gambar 2-15. Kurva sinyal kesalahan e(t) terhadap t dan kurva u(t) terhadap t pada

pembangkit kesalahan nol [9]

20

Pengendali integral memiliki karakteristik seperti halnya sebuah integral.

Keluaran pengendali sangat dipengaruhi oleh perubahan yang sebanding dengan nilai

sinyal kesalahan. Keluaran pengendali ini merupakan jumlahan yang terus menerus dari

perubahan masukannya. Kalau sinyal kesalahan tidak mengalami perubahan, keluaran

akan menjaga keadaan seperti sebelum terjadinya perubahan masukan.

Sinyal keluaran pengendali integral merupakan luas bidang yang dibentuk oleh

kurva kesalahan penggerak. Sinyal keluaran akan berharga sama dengan harga

sebelumnya ketika sinyal kesalahan berharga nol. Gambar 2-15 menunjukkan contoh

sinyal kesalahan yang diumpankan ke dalam pengendali integral dan keluaran pengendali

integral terhadap perubahan sinyal kesalahan tersebut.

Gambar 2-16. Diagram blok hubungan antara besaran kesalahan dengan pengendali

integral [9]

Gambar 2.17. Perubahan keluaran sebagai akibat penguatan dan kesalahan [9]

Gambar 2-16 menunjukkan diagram blok antara besaran kesalahan dengan

keluaran suatu pengendali integral. Pengaruh perubahan konstanta integral terhadap

keluaran integral ditunjukkan oleh Gambar 2-17. Ketika sinyal kesalahan berlipat ganda,

nilai laju perubahan keluaran pengendali berubah menjadi dua kali dari semula. Jika nilai

21

konstanta integrator berubah menjadi lebih besar, maka sinyal kesalahan yang relatif kecil

dapat mengakibatkan laju keluaran menjadi besar.

2.7.3 Pengendali Diferensial

Keluaran pengendali diferensial (D) memiliki sifat seperti halnya suatu operasi

derivatif. Perubahan yang mendadak pada masukan pengendali, akan mengakibatkan

perubahan yang sangat besar dan cepat. Gambar 2-18 menunjukkan diagram blok yang

menggambarkan hubungan antara sinyal kesalahan dengan keluaran pengendali.

Gambar 2-18. Diagram blok pengendali diferensial [9]

Gambar 2-19 menyatakan hubungan antara sinyal masukan dengan sinyal

keluaran pengendali diferensial. Ketika masukannya tidak mengalami perubahan,

keluaran pengendali juga tidak mengalami perubahan, sedangkan apabila sinyal masukan

berubah mendadak dan menaik (berbentuk fungsi step), keluaran menghasilkan sinyal

berbentuk impuls. Jika sinyal masukan berubah naik secara perlahan (fungsi ramp),

keluarannya justru merupakan fungsi step yang besar magnitudnya sangat dipengaruhi

oleh kecepatan naik dari fungsi ramp dan faktor konstanta diferensialnya Td.

Gambar 2-19. Kurva waktu hubungan masukan-keluaran pengendali diferensial [9]

22

2.7.4 Pengendali Proposional, Integral dan Diferensial

Setiap kekurangan dan kelebihan dari masing-masing pengendali P, I dan D dapat

saling menutupi dengan menggabungkan ketiganya secara paralel menjadi pengendali

proposional plus integral plus diferensial (pengendali PID). Elemen-elemen pengendali P,

I dan D masing-masing secara keseluruhan bertujuan untuk mempercepat reaksi sebuah

sistem, menghilangkan offset dan menghasilkan perubahan awal yang besar. Gambar 2-20

menunjukkan diagram blok pengendali PID.

Gambar 2-20. Diagram blok pengendali PID analog [9]

Keluaran pengendali PID merupakan jumlahan dari keluaran pengendali

proporsional, keluaran pengendali integral dan keluaran pengendali diferensial. Gambar

2-21 menunjukkan hubungan tersebut. Karakteristik pengendali PID sangat dipengaruhi

oleh kontribusi besar dari ketiga parameter P, I dan D. Penyetelan konstanta Kp, Ti, dan

Td akan mengakibatkan penonjolan sifat dari masing-masing elemen. Satu atau dua dari

ketiga konstanta tersebut dapat diatur lebih menonjol dibanding yang lain. Konstanta

yang menonjol itulah akan memberikan kontribusi pengaruh pada respon sistem secara

keseluruhan.

Gambar 2-21. Hubungan dalam fungsi waktu antara sinyal keluaran dengan masukan

untuk pengendali PID [9]

23

2.8 Metode Penalaan Heuristic

Penalaan parameter pengendali PID (Proporsional Integral Diferensial) selalu

didasari atas tinjauan terhadap karakteristik yang diatur (Plant) [9]. Dengan demikian

betapapun rumitnya suatu plant, perilaku plant tersebut harus diketahui terlebih dahulu

sebelum penalaan parameter PID itu dilakukan. Karena penyusunan model matematik

plant tidak mudah, maka dikembangkan suatu metode eksperimental. Metode ini

didasarkan pada reaksi plant yang dikenai suatu perubahan. Salah satu metode

pendekatan eksperimental penalaan pengendali PID, yakni metode heuristic (coba-coba).

Metode heuristic dilakukan dengan cara sebagai berikut:

1. Lakukan aksi proposional saja, dengan cara:

a. Hilangkan pengaruh I dan D (I dan D dalam kondisi disable).

b. Mulailah dengan PB yang besar, kemudian dikurangi sehingga diperoleh

grafik yang stabil dan tidak ada offset.

2. Aksi I

Jika hasil (1) terdapat offset, hilangkan offset tersebut dengan menambah

pengendali integral:

a. Hilangkan pengaruh pengendali D

b. Mulailah dengan Ti yang besar, kemudian dikurangi sehingga diperoleh

grafik yang stabil dan tidak ada offset.

3. Aksi D

Jika hasil keluaran (2) lambat, percepat responnya dengan menambah pengendali

D dengan cara:

a. Aktifkan pengendali D

24

b. Mulailah dengan Td yang rendah, kemudian dikurangi sehingga diperoleh

grafik yang diinginkan.

2.9 Pengendali PID pada PLC CPM2A

PID akan melakukan perhitungan pada data masukan, bila kondisi eksekusi ON

dan periode sampling sudah berlalu [11]. Periode sampling adalah waktu yang harus

tercapai sebelum data masukan dibaca untuk diproses. Proces variabel (PV) pada

pengendali PID PLC CPM2A diletakkan pada word masukan (IW), Manipulated variabel

(MV) diletakkan pada word keluaran (OW) dan parameter-parameter kontrol PID

diletakkan pada parameter first (P1 sampai P1+6). Gambar 2-22 menunjukkan hubungan

antara periode sampling dan proses PID. Pengolahan PID dilakukan hanya ketika periode

sampling (dalam hal ini 100 ms) sudah berlalu.

Gambar 2-22. Hubungan periode sampling dan proses PID [11]

2.9.1 Aksi Pengendali PID 2.9.1.1 Kondisi Eksekusi OFF

Semua data yang telah diatur ditahan. Bila kondisi eksekusi adalah OFF,

manipulated variabel (MV) dapat tertulis pada word keluaran (OW) untuk mencapai

pengendali manual.

25

2.9.1.2 Kondisi Eksekusi Naik Tepi

Daerah kerja diinisialisasikan berdasarkan parameter-parameter PID yang telah

diatur dan aksi pengendalian PID dimulai. Perubahan-perubahan radikal dan mendadak di

dalam keluaran manipulated variabel (MV) tidak dibuat bila aksi mulai menghindari

pengaruh kurang baik di sistem terkendali.

2.9.1.3 Kondisi eksekusi ON

PID dieksekusi pada interval yang didasarkan pada periode sampling, menurut

parameter-parameter PID yang telah diatur. Periode sampling adalah interval waktu untuk

mendapat kembali data pengukuran untuk menyelesaikan satu aksi PID. PID dieksekusi

menurut CPU cycle, sangat mungkin ada kasus-kasus periode sampling terlewati. Pada

kasus ini, interval waktu sampling berikutnya dikurangi. Seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 2-22.

Tabel 2-2. Setting dan fungsi pada PI [11]

Words Bits Parameter name Fungsi P1 00 to 15 Set value (SV). Nilai target untuk pengendali PID. Diatur

bilangan biner dengan banyaknya bit oleh range parameter masukan.

P1+1 00 to 15 Proportional band width

Parameter ini menetapkan propotional band. Range masukan dari 0.1% sampai 999.9%. Harus BCD dari 0001 sampai 9999.

P1+2 00 to 15 Integral time (Ti)

Nilai ini yang meningkatkan penguatan integral. Dalam BCD dari 0001 sampai 8191, atau 9999. Pengaturan 9999 disables kendali integral.

P1+3 00 to 15 Derivative time (Td)

Nilai ini yang meningkatkan penguatan derivative. harus BCD dari 0001 sampai 8191, atau 0000. (0000 disables kendali derivatif.)

P1+4 00 to 15 Periode sampling (τ)

Atur interval sampling data masukan. Harus BCD dari 0001 sampai 1023. Periode sampling akan diatur dari 0.1 sampai 102.3 s

P1+5 00 to 03 Operation specifier

Atur operasi normal atau kebalikan. Atur 0 untuk menetapkan operasi kebalikan atau 1 untuk menetapkan operasi normal.

26

Tabel 2-2 (lanjutan). Setting dan fungsi pada PI [11]

Words Bits Parameter name Fungsi

08 to15 masukan filter coefficient (α)

Menentukan kekuatan masukan filter. Pengaturan ini harus BCD dari 100 sampai 199, atau 000. Pengaturan 000 menentukan nilai standar (0.65) dan menentukan 100 sampai 199 pengaturan koefisien dari 0.00 sampai 0.99

P1+6 00 to 03 Range keluaran Menentukan banyaknya bit dari data keluaran. Pengaturan ini harus antara 00 dan 08, dimana range keluaran antara 8 dan 16 bit.

08 to 15 Range masukan Menentukan banyaknya bit dari data masukan. Pengaturan ini harus antara 00 dan 08, dimana range keluaran antara 8 dan 16 bit.

PID melakukan pengendalian PID didasarkan pada parameter-parameter yang

telah ditetapkan di dalam P1 sampai P1+6. Bila kondisi eksekusi OFF, maka PID tidak

dieksekusi. Bila kondisi eksekusi adalah ON, maka PID menyelesaikan pengendalian

menurut parameter-parameter yang ditunjuk. Kemudian mengambil range masukan data

biner yang ditetapkan dari word masukan (IW) dan menyelesaikan PID menurut

parameter-parameter yang diatur. Tabel 2-2 menunjukkan setting dan fungsi pada PI

untuk kontrol PID.

2.10 Modul Analog Digital (MAD01)

Modul analog digital (MAD01) mempunyai dua fungsi, yaitu mengubah sinyal

analog menjadi sinyal digital dan mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog [11].

Dalam MAD01 terdapat 4 masukan analog, masing-masing dua masukan arus dan dua

masukan tegangan, kemudian juga terdapat dua keluaran analog, yaitu tegangan dan arus.

Data masukan atau keluaran delapan bit yang dihubungkan dengan PLC dapat diatur

sebagai masukan atau keluaran, tergantung apakah MAD01 difungsikan sebagai

pengubah analog ke digital atau sebaliknya. Gambar 2-23 memperlihatkan ilustrasi

27

masukan / keluaran pada MAD01. Tabel 2-3 memperlihatkan spesifikasi masukan pada

MAD01.

ADC CPM1A MAD01

Data masukan/keluaran

Ke PLC Vin1

Iin1

Vin2

Iin2 Vout Iout

Gambar 2-23. Ilustrasi masukan / keluaran pada MAD01 [11]

Tabel 2-3. Spesifikasi masukan MAD01 [11]

Tegangan masukan 0V s/d 10V atau +1V s/d +5V Range sinyal masukan Arus masukan 4mA s/d 20mA

Tegangan masukan 1/ 256 Resolusi Arus masukan 1/ 256

Tegangan masukan 1.0 % max (skala maksimum) Akurasi Arus masukan 1.0 % max (skala maksimum) Tegangan masukan ± 15V kontinyu Sinyal masukan

maksimal Arus masukan 30m A kontinyu

Setelah diketahui spesifikasi masukan atau keluaran, hal-hal yang berkaitan

dengan instalasi, perlu juga mengetahui alokasi bit Internal Relay (IR). Tabel 2-4

memperlihatkan alokasi Internal Relay (IR) pada MAD01. Tabel 2-5 menunjukkan

spesifikasi keluaran MAD01.

Tabel 2-4. Alokasi IR pada MAD01 [11]

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

s/b x x x x x x x d d d d d d d d

Bit 0 s/d 7 : bit data

28

Bit 8 s/d 14 : bit tidak digunakan

Bit 15 s : sign bit jika 0 tegangan keluaran positif, kalau 1 keluaran negatif.

B : broken wire bit jika 0 tidak ada kerusakan, kalau 1 ada kerusakan.

Tabel 2-5. Spesifikasi keluaran MAD01 [11]

Tegangan keluaran 0V s/d 10V atau -10V s/d +10V Range sinyal keluaran Arus keluaran 4mA s/d 20mA

1/ 256 (0V s/d 10V) Tegangan keluaran 1/ 512 (-10V s/d 10V) Resolusi

Arus keluaran 1/ 256

Tegangan keluaran 1.0 % max (skala maksimum) Akurasi Arus keluaran 1.0 % max (skala maksimum)

Alokasi channel yang akan digunakan pada MAD01 perlu diketahui untuk dapat

membaca tegangan masukan. Alokasi channel MAD01 yang diberikan tergantung dengan

jumlah I/O pada PLC yang digunakan, seperti yang ditunjukkan Tabel 2-6.

Tabel 2-6. Alokasi channel MAD01 [11]

CPU Channel keluaran MAD01

Channel masukan1 MAD01

Channel masukan2 MAD01

10CDx 11 1 2 20CDx 11 1 2 30CDx 12 2 3 40CDx 12 2 3

Langkah selanjutnya adalah menempatkan MAD01 tersebut pada range yang di

kehendaki. Setting range diberikan saat inisialisasi MAD01. Setting range MAD01

ditunjukkan pada Tabel 2-7.

29

Tabel 2-7. Setting range MAD01 [11]

Kode set range Keluaran Masukan1 Masukan2 FF00 0-10V / 4-20mA 0-10V 0-10V FF01 -10-10V / 4-20mA 0-10V 0-10V FF02 0-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 0-10V FF03 -10-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 0-10V FF04 0-10V / 4-20mA 0-10V 1-5V / 4-20mA FF05 -10-10V / 4-20mA 0-10V 1-5V / 4-20mA FF06 0-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA FF07 -10-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA

2.11 Programmable Logic Controller CPM2A

Sistem kontrol adalah serangkaian peralatan elektronik dan perlengkapannya yang

ditempatkan untuk menjamin stabilitas, keakuratan, dan kelancaran transisi dari suatu

proses atau aktivitas produksi [12]. Programmable Logic Controller (PLC) mempunyai

bahasa pemrograman yang digunakan dalam sebuah sistem pengendali, berisi fungsi-

fungsi logika yang ditulis dalam bentuk ladder diagram. Dalam sistem terotomatisasi,

PLC berfungsi sebagai jantung dari sistem kontrol. Program aplikasi kontrol disimpan

dalam memori PLC. Dalam pelaksanaannya, PLC secara terus menerus memonitor

keadaan sistem melalui sinyal arus balik dari peralatan masukan. Logika program

merupakan dasar untuk menentukan jalannya kegiatan untuk dibawa ke dalam peralatan

keluaran.

PLC dapat digunakan untuk mengontrol tugas yang sederhana dan berulang, atau

beberapa PLC dapat dihubungkan bersama-sama dengan pengatur yang lain atau

komputer host melalui sejenis jaringan komunikasi dengan tujuan untuk menggabungkan

kontrol proses yang komplek. Sistem otomatisasi tergantung pada kemampuan PLC untuk

membaca sinyal dari berbagai tipe pendeteksi otomatis (contohnya: proximity switch,

limit switch, level sensor, flow switch dan lain sebagainya) peralatan masukan manual

30

(contohnya: pushbutton, keypad, toggle switch, dan saklar-saklar lainnya), serta peralatan

keluaran (contoh: motor, selenoid, relay, heater, kontaktor, lampu, buzzer dan lain

sebagainya).

2.11.1 Bagian–bagian Programmable Logic Controller

2.11.1.1 Central Processing Unit (CPU)

Central Processing Unit adalah suatu mikroprosesor yang mengkoordinasi

aktivitas-aktivitas sistem PLC. CPU menjalankan program, memproses sinyal I/O dan

mengkomunikasikannya dengan peralatan eksternal.

2.11.1.2 Memori

Karakteristik terpenting dari PLC adalah kemudahan pemakai dalam

menggantikan program dengan mudah dan cepat. Tujuan ini dapat dicapai dengan

membuat karakteristik PLC yang dilengkapi dengan sistem memori. Sistem memori ini

dimaksudkan untuk menyimpan data-data urutan instruksi ataupun program yang dapat

dieksekusi oleh prosesor sesuai dengan perintah yang telah diberikan dalam program.

Program ladder, nilai timer dan counter disimpan di memori pengguna tergantung

kebutuhan penggunaannya. Beberapa tipe memori antara lain:

2.11.1.2a Read Only Memory (ROM)

ROM adalah memori tetap yang dapat diprogram sekali. Memori ini paling tidak

populer jika dibandingkan dengan tipe memori yang lain.

2.11.1.2b Random Acces Memory (RAM)

RAM adalah tipe memori yang umum digunakan untuk menyimpan program

pengguna dan data. Data pada RAM akan hilang jika sumber tenaga dipindahkan. Tetapi,

mendukung RAM dengan baterai dapat memecahkan masalah ini.

31

2.11.1.2c Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM)

EPROM, menyimpan data secara permanen seperti ROM. Memori ini tidak

membutuhkan baterai pendukung. Tetapi bila terkena sinar ultraviolet dapat menghapus

isinya. PROM writer dibutuhkan untuk memprogram ulang memori.

2.11.1.2d Ellecrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM)

EEPROM mengkombinasikan fleksibilitas akses dari RAM dan EPROM yang

tidak berubah menjadi satu. Isinya dapat dihapus maupun diprogram secara elektrik,

tetapi mempunyai batas waktu.

2.11.1.3 Memori pada PLC CPM2A

2.11.1.3a Internal Relay

Internal relay (IR) mempunyai pembagian fungsi seperti masukan IR, keluaran

IR, dan IR work area. Untuk pengolahan data pada program masukan IR dan keluaran IR

adalah IR yang berhubungan dengan terminal masukan dan keluaran pada PLC.

Sedangkan IR work area tidak dihubungkan ke terminal PLC, tetapi terletak pada internal

memori PLC dan berfungsi untuk pengolahan logika program (manipulasi program).

2.11.1.3b Special Relay (SR)

Relay yang mempunyai fungsi khusus seperti untuk flags, misalnya pada instruksi

penjumlahan terdapat kelebihan digit pada hasilnya (carry flags), control bit PLC,

informasi kondisi PLC dan system clock.

2.11.1.3c Auxilary Relay (AR)

Auxilary relay terdiri dari flags dan bit dengan tujuan khusus dan dapat

menunjukkan PLC yang disebabkan oleh kegagalan sumber tegangan, kondisi spesial I/O,

kondisi I/O unit, kondisi CPU PLC, kondisi memori PLC, dan lain-lain.

32

2.11.1.3d Holding Relay (HR)

Holding relay berfungsi untuk menyimpan data (bit-bit penting) karena tidak akan

hilang walaupun sumber tegangan PLC telah terputus (OFF).

2.11.1.3e Link Relay (LR)

Link relay digunakan untuk data link pada PLC link system. Relay ini berfungsi

untuk tukar menukar informasi antara dua PLC atau lebih dalam suatu system control

yang saling berhubungan satu dengan lainnya dan menggunakan banyak PLC (minimum

2 PLC).

2.11.1.3f Temporary Relay (TR)

Temporary relay berfungsi untuk menyimpan sementara kondisi logika program

yang terdapat pada ladder diagram yang mempunyai titik percabangan khusus.

2.11.1.3g Timer / Counter (TC)

Timer digunakan untuk mendefinisikan waktu sistem tunda (time delay)

sedangkan counter digunakan sebagai penghitung. Timer dalam PLC mempunyai orde

100ms dan ada juga yang mempunyai orde 10ms seperti TIMH (15). Untuk TIM 000 s/d

TIM 015 dapat dioperasikan secara interrupt untuk mendapatkan waktu yang lebih

presisi.

2.11.1.3h Data memory (DM)

Data memori berfungsi untuk menyimpan data-data program karena isi DM tidak

akan hilang (reset) walaupun sumber tegangan PLC telah OFF. Ada beberapa macam

data relay (DM), diantaranya:

DM read/write: DM ini dapat dihapus dan ditulis oleh program yang dibuat. Jadi

sangat berguna untuk manipulasi data program.

DM special I/O unit: DM ini berfungsi untuk menyimpan dan mengolah hasil dari

special I/O unit, mengatur dan mendefinisikan sistem kerja spesial I/O unit.

33

DM history log: DM ini dapat menyimpan informasi-informasi penting pada saat

PLC terjadi kegagalan sistem operasionalnya.

DM link test area: DM ini berfungsi untuk menyimpan informasi-informasi yang

menunjukkan status dari sistem link PLC.

DM setup: berfungsi untuk setup kondisi default (kondisi kerja saat PLC aktif).

2.11.1.4 Waktu Scan

Scan adalah proses membaca input, mengeksekusi program dan memperbaharui

keluaran [10]. Waktu scan adalah proses membaca status masukan, mengevaluasi logical

control dan memperbaharui keluaran secara terus menerus dan berurutan. Spesifikasi

waktu scan menunjukkan seberapa cepat alat kontrol bereaksi terhadap masukan dan

memecahkan logical control secara benar. Waktu yang dibutuhkan untuk satu waktu scan

bervariasi dari 0.1ms sampai 10ms tergantung kecepatan proses CPU dan panjang

program. Memonitor program kontrol juga menambah waktu overhead dari scan karena

CPU pengontrol harus mengirimkan status kontak ke peralatan monitor lain.

2.11.2 Logika Dalam Diagram Ladder

2.11.2.1 Kontak

Program yang berupa kumpulan perintah untuk menjalankan suatu fungsi tertentu

dalam pemrograman PLC dituangkan dalam bentuk ladder [12]. Kontak merupakan suatu

komponen yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutuskan arus. Ada dua jenis

kontak, yaitu kontak normally open (NO) dan kontak normally closed (NC).

KONTAK NO KONTAK NC

Gambar 2-24. Kontak normally open dan normally close [12]

34

Kontak NO merupakan kontak yang kondisi normalnya terputus. Kontak NC

merupakan kontak yang kondisi normalnya terhubung. Gambar 2-24 menunjukkan simbol

kontak NO dan NC.

2.11.2.1a Logika NOT

Gambar 2-25 menunjukkan diagram ladder logika NOT. Logika NOT

menggunakan kontak NC. Logika NOT mempunyai satu masukan dan satu keluaran serta

melakukan operasi logika peniadaan (negasi). Keluaran logika NOT akan bernilai 1 (ON),

jika masukannya bernilai 0 (OFF).

Lampu

0V

SW1

220V

Gambar 2-25. Diagram ladder logika NOT [12]

2.11.2.1b Logika AND

Logika AND menggunakan sambungan secara seri, logika AND mempunyai dua

atau lebih masukan dan satu keluaran. Keluaran logika AND akan bernilai 1 (ON), jika

semua masukan bernilai 1 (ON). Gambar 2-26 menunjukkan diagram ladder logika AND.

SW1 SW2

Lampu 220V 0V

Gambar 2-26. Diagram ladder logika AND [12]

2.11.2.1c Logika OR

Logika OR menggunakan sambungan secara paralel. Logika OR mempunyai dua

atau lebih masukan dan satu keluaran. Keluaran logika OR akan bernilai 1 (ON), jika satu

35

atau lebih masukannya bernilai 1(ON). Gambar 2-27 menunjukkan diagram ladder logika

OR.

Lampu

SW1

SW2

220V 0V

Gambar 2-27. Diagram ladder logika OR [12]

PLC dapat melakukan instruksi-instruksi pemrograman data, pergerakan data,

geser, penambahan dan pengurangan, perhitungan biner / BCD, intruksi logika, intruksi

konversi, intruksi unit I/O, intruksi subroutine, intruksi kontrol interrupt, dll [10]. Namun

tidak semua instruksi tersebut akan dibahas, tetapi hanyalah yang berkaitan dengan

perangkat kerasnya saja dan Tabel 2-8 adalah contoh instruksi yang akan digunakan.

Tabel 2-8. Tabel intruksi PLC [11]

Kode Intruksi Mnemonic Fungsi

21 Move (@)MOV Mengkopy sebuah konstanta/ isi dari sebuah word ke word lain.

83 Movd (@)MOVD Mengkopy sebuah konstanta/ isi dari sebuah digit

56 Mull (@)MULL Mengali sebuah konstanta/ isi dari sebuah word (32 bit)

55 Subl (@)SUBL Menambah sebuah konstanta/ isi dari sebuah word (32 bit)

- PID control PID(__1)2 Melakukan kontrol PID berdasar pada parameter tertentu

24 Binary to BCD (@)BCD Mengubah data biner 4-digit ke data

BCD 4-digit.

36

2.12 Programmable Terminal NT30C

Programmable terminal (PT) NT30C merupakan salah satu piranti yang dapat

digunakan sebagai masukan ataupun keluaran dalam sistem pengendalian yang

menggunakan PT [13]. PT berupa layar sentuh (Touch Screen). Tampilan dari PT dibuat

dengan bantuan Software NT support Tool pada sebuah personal computer (PC).

Pembuatan program tampilan pada PT disusun berdasar pengalamatan pada

program yang terdapat pada CPU PLC. Komunikasi hubungan PT dengan sebuah CPU

PLC, merupakan hubungan antarmuka menggunakan adapter RS – 232.

2.12.1. Tampilan pada PT NT30C

Gambar 2-28. Contoh tampilan pada PT NT30C [13]

PT dapat menampilkan elemen-elemen dengan banyak variasi seperti karakter,

angka, lampu, touch switch dan graph pada layar. Gambar 2-28 menunjukkan contoh

tampilan pada PT.

2.12.1a. Karakter (text)

Gambar dan karakter (text) dapat tertulis secara langsung pada layar, sehingga

tidak perlu tabel memori untuk menampilkannya. Karakter (text) biasanya digunakan

sebagai keterangan untuk memudahkan pengguna.

37

2.12.1b. Karakter (character string memory table)

Karakter string disimpan di dalam tabel memori karakter string yang dapat

ditampilkan. Tampilan karakter dapat diubah dengan mengubah data yang disimpan di

dalam tabel memori karakter string.

2.12.1c. Angka (numeral memory table)

Angka-angka disimpan di dalam tabel memori angka dan dapat ditampilkan.

Tampilan angka dapat diganti dengan mengganti data yang disimpan di dalam tabel

memori angka. Nilai hexadesimal juga dapat ditampilkan.

2.12.1d. Lampu

Lampu dapat digunakan untuk indikator status pengoperasian. Tampilan Persegi,

lingkaran dan segi banyak dapat digunakan untuk indikator. Semua dikontrol oleh PC dan

dapat dinyalakan atau dibuat sebagai pemberitahuan.

2.12.1e. Touch Switches

Touch switch dapat diatur di manapun pada layar. Menekan tombol pada layar

mempunyai beberapa fungsi antara lain: pemberitahuan bahwa tombol telah ditekan

(untuk PC), masukan angka atau karakter string (fungsi tombol masukan), menyalin

angka atau karakter string (fungsi tombol penyalin) dan lain sebagainya.

2.12.1f. Graphs

Bar graphs, trend graphs dan broken line graphs dapat ditampilkan menurut

angka yang disimpan pada tabel memori angka.

2.13 Rotary Encoder

Rotary encoder biasanya digunakan untuk mendetaksi kecepatan motor [14]. Saat

rotary encoder berputar, fototransistor akan mendeteksi cahaya ketika berada pada daerah

38

berlubang, dan cahaya tidak dideteksi ketika berada pada daerah gelap (tidak berlubang).

Jika rotary encoder berputar dengan kecepatan konstan, maka fototransistor akan

menghasilkan sinyal gelombang kotak. Gambar 2-29 menunjukkan contoh piringan

rotary encoder.

Gambar 2-29. Contoh piringan rotary encoder [14]

Jumlah kenaikan encoder ditentukan oleh jumlah pulsa perputaran yang

dihasilkan oleh fototransistor. Dengan membagi jumlah pulsa perputaran ke dalam 360

derajat, maka didapatkan jumlah derajat per pulsa (biasa disebut resolution). Sebagai

contoh 3600 pulsa kenaikan encoder mempunyai 360/3600 = 0,1 derajat.

Gambar 2-30. Sinyal keluaran rotary encoder [14]

Rotary encoder dapat digunakan untuk mengetahui dua informasi penting tentang

putaran, yang pertama dengan menghitung jumlah pulsa yang diterima dan mengalikan

39

dengan encoder resolution, dapat diketahui berapa jauh piringan berputar dalam derajat.

Fungsi yang kedua adalah dengan menambahkan jumlah pulsa yang diterima dari

keluaran fototransistor selama satu periode waktu, maka dapat dihitung kecepatan putar

dalam radians per second atau RPMs. Jumlah revolution dapat dihitung dengan

persamaan:

ngJumlahLubainyalFrekuensiSvolution =Re (2.16)

Kecepatan putaran dalam RPMs dapat dihitung dengan persamaan:

60Re)(tan ×= volutionRPMsPutaranKecepa (2.17)

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1 Diagram Blok

3.1.1 Diagram Blok Umum

Gambar 3-1 menunjukkan diagram blok distributed control system (DCS) mini.

Perancangan mini DCS menggunakan 3 plant. Programmable logic controller (PLC) 1,

PLC2, dan PLC3 digunakan sebagai pengendali yang dapat berkomunikasi dengan

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition). Data-data pada ketiga PLC akan

dibaca oleh SCADA dan data diolah oleh sistem monitoring. Bagian yang akan diteliti

pada perancangan mini DCS ini adalah DC control drive.

Gambar 3-1. Diagram blok mini DCS

3.1.2 Diagram Blok DC Control Drive

Gambar 3-2 menunjukkan diagram blok perancangan DC control drive pada mini

DCS (Distributed Control Systems). Sensor kecepatan berfungsi untuk mendeteksi

40

41

kecepatan motor dc. Karena keluaran sensor kecepatan berupa pulsa-pulsa, maka

frekuensi pulsa-pulsa tersebut perlu diubah dalam range tegangan dengan rangkaian

frekuensi to voltage converter. Keluaran frekuensi to voltage converter akan diumpankan

menuju MAD01, agar nilai tegangan keluaran frekuensi to voltage converter bisa diproses

oleh PLC. Keluaran frekuensi to voltage converter merupakan sinyal analog yang diubah

terlebih dahulu menjadi sinyal digital melalui MAD01.

TERMINAL TEGANGAN

BUZZER

SENSOR KECEPATAN

FREQUENCY TO VOLTAGE CONVERTER

PEMBANDING (COMPARATOR)

DRIVER MOTOR

PEMBANGKIT GEL. KOTAK DAN

SEGITIGA

SCADA

TOMBOL ON /

OFF

PENYEARAH

PRESISI

Gambar 3-2. Diagram blok perancangan DC control drive pada mini DCS

Pembangkit gelombang kotak dan segitiga berfungsi untuk menghasilkan sinyal

segitiga. Rangkaian penyearah presisi berfungsi untuk menyearahkan hasil keluaran

42

pembangkit gelombang kotak dan segitiga. Sinyal pulse width modulation (PWM)

dihasilkan dengan membandingkan keluaran MAD01 dengan keluaran rangkaian

penyearah presisi. Tombol ON dan tombol OFF berfungsi untuk menghidupkan atau

mematikan terminal tegangan. Buzzer berfungsi sebagai alarm apabila pada terminal

tegangan terjadi fault. Programmable terminal (PT) NT30C berfungsi sebagai penampil

kecepatan motor dc, masukan parameter PID dan penanda untuk terminal tegangan. PLC

juga berkomunikasi dengan SCADA untuk memberitahukan segala kondisi yang terjadi,

yaitu kondisi terminal tegangan dalam kondisi ON atau OFF dan juga akan

memberitahukan kecepatan motor dc.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

3.2.1 Antarmuka Tombol ON dan Tombol OFF

Gambar 3-3 menunjukkan rangkaian antarmuka tombol ON/OFF. Rangkaian

antarmuka tombol ON/OFF membutuhkan supply dari keluaran PLC sebesar 24 volt yang

digunakan untuk sinyal masukan. Polaritas positif dari keluaran PLC dihubungkan tombol

ON dan tombol OFF, sedangkan polaritas negatif dihubungkan pada com masukan PLC.

Gambar 3-3. Rangkaian antarmuka tombol ON/OFF

Tombol normally open PLC

com

000102 0304 05060708091011

OUTPUT PLC 24V

+

dc Tombol normally close

43

Tombol ON mempunyai keadaan normal terbuka. Tombol ini yang akan

digunakan untuk menghidupkan terminal tegangan. Tombol OFF mempunyai keadaan

normal tertutup. Tombol ON dihubungkan pada masukan PLC alamat 0.00, sedangkan

untuk tombol OFF dihubungkan pada masukan PLC alamat 0.01.

3.2.2 Sensor Kecepatan

Sensor kecepatan digunakan untuk mendeteksi kecepatan motor dc. Rangkaian

yang digunakan sebuah opto interrupter yang dihubungkan dengan sebuah piringan

plastik. Piringan plastik ini digunakan sebagai interuptor. Piringan plastik berbentuk

lingkaran yang dipasang pada poros motor dan digunakan sebagai penghalang pada opto

interrupter. Penempatan sensor kecepatan motor ditunjukkan pada Gambar 3-4.

Gambar 3-4. Penempatan sensor kecepatan motor

Piringan plastik mempunyai 25 lubang yang digunakan untuk mengaktifkan

fototransistor. Apabila bidang cahaya fototransistor terkena cahaya dari dioda infrared,

maka menyebabkan fototransistor aktif. Kondisi ini keluaran sensor kecepatan adalah

pulsa low. Semakin cepat putaran motor, frekuensi pulsa akan semakin besar. Pengukuran

frekuensi dari sensor kecepatan perlu dilakukan untuk mendapatkan kecepatan putaran

motor maksimal dari plant. Dari hasil pengujian, frekuensi yang didapatkan adalah

44

21,20Hz. Nilai revolution perlu diketahui terlebih dahulu sebelum mencari kecepatan

putaran motor (RPMs). Dari persamaan 2.16 didapatkan nilai revolution sebesar:

848,025

20,21Re ==volution

Nilai kecepatan motor maksimal dapat dicari dengan persamaan 2.17:

5188,5060848,0)(tan ≅=×=RPMsPutaranKecepa

Dioda infrared pada opto interrupter hanya mampu melewatkan arus maju

maksimal sebesar 20mA, oleh karena itu sebuah resistor sebagai pembatas arus perlu

ditambahkan. Arus maju yang dapat melewati dioda infrared dibatasi sebesar 15mA.

Arus maju sebesar 15mA cukup untuk mengaktifkan dioda infrared pada opto

interrupter. Besaran nilai resistor pada dioda infrared ditentukan dengan menggunakan

persamaan 2.1 sebagai berikut:

33.333101551 3 =×

== −IVCCR Ω = 330 Ω

R1330

ISO1OPTO INTERUPTER

12

54

VCC

OUTPUT

R210K

Gambar 3-5. Rangkaian sensor kecepatan

Pada bagian fototransistor, kaki kolektor diberi resistor pull-up 10k Ω. Resistor ini

digunakan untuk membatasi arus kolektor, agar tidak melebihi arus maksimumnya

sebesar 20mA. Rangkaian sensor kecepatan selengkapnya ditunjukkan pada Gambar 3-5.

45

3.2.3 Frequency to Voltage Converter

Rangkaian frequency to voltage converter digunakan untuk mengkonversi

frekuensi gelombang persegi yang dihasilkan oleh rangkaian sensor kecepatan menjadi

besaran tegangan. Sensor kecepatan akan menghasilkan gelombang persegi dengan

frekuensi maksimum 21Hz pada kecepatan maksimal motor dc yaitu sekitar 51 rpm.

Gambar 3-6 menunjukkan rangkaian frequency to voltage converter dan penguat

tegangan.

Rangkaian frequency to voltage converter ini dirancang untuk mengkonversi

frekuensi 0 – 1000Hz menjadi tegangan 0 – 13 volt. Arus Ic yang keluar dari pin 2 typical

180µA. Dari persamaan 2.3 didapatkan:

C1 = VCCFmaks

Ic×

C1 = 121000

10180 6

×× −

C1 = 1,5 × 10-8 f

R710k

1 3

2

VCC

C115n

R3470

VEE

sensor

R1100k

+

-

U2

LM741

3

26

7 14 5

VCC

C210n

R4

10kU1

LM2917/DIP14

1

23

4

5

912

1011

81

23

4

5

912

1011

8

R6220

VEE

VCC

9V

output

R210k

+

-

U3

LM741

3

26

7 14 5

C31u

C40.1u

VEE

R522k

1 3

2

+

-

U4

LM741

3

26

7 14 5

Gambar 3-6. Rangkaian frequency to voltage converter dan penguat tegangan

46

Frekuensi masukan dibatasi maksimum sebesar 1000Hz, agar kesalahan keluaran

linieritasnya tidak melebihi 1%. Perhitungan R1 didapatkan dari persamaan 2.2 sebagai

berikut:

Vout = Fin × Vcc × R1 ×C1 × K

13 = 1000 × 9 × R1 × ( 1.5×10-8 ) ×1

R1 = 96,3 × 103 Ω

untuk memudahkan, nilai R1 yang dipakai sebesar 100k Ω. Syarat lainnya yaitu nilai

Vout/R1 < 240µA sebagai batas keluaran maksimum yang ditentukan secara internal oleh

LM2917. Nilai komponen R2, R3, R4, R5 dan C2, C3 dan C4 menggunakan nilai yang

sama dengan referensi yang digunakan.

Karena frekuensi pulsa keluaran sensor sangat kecil, yaitu 21Hz, maka keluaran

tegangan dari rangkaian frequency to voltage converter adalah 0,283 volt. Untuk itu

diperlukan penguatan tegangan sebesar 35,33 kali untuk mencapai range tegangan

MAD01, yaitu 0-10 volt. Dengan menggunakan rangkaian penguat non-inverting dapat

diketahui:

Avnoninv = 35,33

Dengan pemilihan Rfnoninv sebesar 220 Ω, nilai Rinoninv adalah:

Avnoninv = 1+ noninv

noninv

RiRf

Rinoninv = )133,35(

220−

Rinoninv = 6,41 kΩ

47

3.2.4 Pembangkit Gelombang Kotak dan Segitiga

Rangkaian pembangkit gelombang kotak dan segitiga digunakan untuk

menghasilkan gelombang segitiga. Gelombang segitiga yang diinginkan mempunyai

tegangan peak to peak sebesar 20 volt dan frekuensi sebesar 250Hz. Dengan tegangan

peak to peak sebesar 20 volt, maka rangkaian ini akan mempunyai tegangan peak sebesar

10 volt. Tegangan peak ini yang akan dibandingkan dengan keluaran MAD01 (0-10 volt)

untuk menghasilkan keluaran PWM. Frekuensi 250Hz dipilih agar keluaran dari PWM

dapat dideteksi dengan baik oleh rangkaian driver motor. Op-amp yang digunakan

mempunyai tegangan supply ±Vsat sebesar 12 volt. Gambar 3-7 menunjukkan rangkaian

pembangkit gelombang kotak dan segitiga.

VEE

C

12n

R

100k

R2

12k

VCC

VCC

+

-

LM324

5

67

411

+

-

LM324

3

21

411

Vo segitiga VEE

R1

10k

Gambar 3-7. Rangkaian pembangkit gelombang kotak dan segitiga

Dari persamaan 2.8 dapat diketahui:

k = TV

Vsat = 1012 = 1,2

dan

12

RR = k = 1,2

Dengan memilih nilai R1 sebesar 10×103 Ω, nilai R2 adalah 12×103Ω.

48

Dari persamaan 2.9 dapat diketahui:

RC = f

k4

= 25042,1

× = 1,2 × 10-3 s

Dengan memilih nilai C sebesar 12nF, nilai R adalah:

R = 9

3

1012102,1

−

−

×× = 100×103Ω

3.2.5 Rangkaian Penyearah Presisi

Rangkaian penyearah presisi digunakan untuk mendapatkan harga mutlak dari

tegangan keluaran rangkaian pembangkit gelombang kotak dan segitiga. Tegangan

keluaran dari rangkaian pembangkit gelombang kotak dan segitiga telah sesuai dengan

tegangan masukan MAD01 yaitu 10 volt. Sehingga penguatan untuk rangkaian penyearah

presisi ditentukan sebagai berikut:

Avpp = ViVo

Avpp = 12020

=

Dengan mengacu pada Gambar 2-10, dua buah resistor yang dibutuhkan adalah

sebesar R dan 2R. Resistor yang terdapat di pasaran untuk memenuhi kedua nilai resistor

tersebut tanpa menghubungkan resistor secara seri maupun paralel, adalah pasangan

resistor R sebesar 20KΩ dan resistor 2R sebesar 10KΩ. Dengan pemilihan R sebesar

20KΩ, nilai Rf dapat dihitung:

Rf = Av

. R

Rf = 1 . 2.10

4

Rf = 20kΩ

49

Dioda yang digunakan adalah 1N4002, karena gelombang keluarannya tetap stabil

dengan frekuensi sedang dan mempunyai kecepatan respon yang cukup tinggi. Gambar 3-

8 menunjukkan rangkaian penyerah presisi.

D2

1N4002R20k

R/2

10k

+

-

LM741

3

26

74

+

-

LM741

3

26

74teg. keluaran pembangkit gel. kotak dan segitiga

R

20k

D1

1N4002

Rf

20k

R

20k

tegangan keluaran peny earah presisi

Gambar 3-8. Rangkaian penyearah presisi

3.2.6 Perancangan Driver Motor

Rangkaian driver motor berfungsi sebagai penggerak motor dc. Driver motor ini

mendapat masukan analog dari rangkaian pembanding. Rangkaian driver motor dapat

dilihat pada Gambar 3-9.

Q1BD139

3

2

1

Q32N3055

3

2

1

RB

1060

D1

Q22N3055

3

2

1

A-

+MOTOR DC

12

PWM

VCC

Gambar 3-9. Rangkaian driver motor

Resistor pada basis Q1 dihitung dengan cara berikut:

Arus yang dapat mengalir pada basis Q1 (IB) dibatasi sebesar 10 ×10-3A, sehingga dari

persamaan 2.11 didapatkan:

50

RB = Ib

VbeVPWM 2− = 310104.112−×

− = 1060 Ω

Dengan mengambil nilai βD sebesar 1000 kali, arus kolektor (IC) koneksi Darlington dapat

dihitung dengan persamaan 2.12:

IC = βD IB = 200 x 10.10-3 = 10A

Dari arus keluaran yang didapatkan sudah cukup untuk menggerakkan motor dc

yang digunakan. Transistor3 (Q3) ditambahkan apabila pada koneksi Darlington terdapat

panas yang berlebihan.

3.2.7. Perancangan Rangkaian Pembanding

Kecepatan motor dc diatur dari rangkaian pembanding, yang dibentuk dari

rangkaian pembangkit gelombang segitiga yang dibandingkan dengan tegangan keluaran

MAD01. Gambar 3-10 menunjukkan rangkaian pembanding dan buffer.

VCC

+

-

U3

3

26

74

Driv er motor

VCC

VEE

+

-

U2

3

26

74

VEE

MAD01

Vo segitiga

Gambar 3-10. Rangkaian pembanding dan buffer

3.2.8 Antarmuka Terminal Tegangan

Gambar 3-11 menunjukkan rangkaian terminal tegangan. Rangkaian ini digunakan

untuk menyediakan tegangan yang dibutuhkan oleh peralatan-peralatan listrik pada proses

pasteurisasi dan proses pengepakan. PLC membutuhkan supply tegangan sebesar 24 volt

51

agar keluaran PLC dapat dihubungkan dengan perangkat luar. Supply tegangan inilah

yang akan digunakan untuk mengaktifkan relay saat alamat keluaran 10.00 dalam kondisi

aktif. Polaritas positif supply tegangan 24 volt dihubungkan pada keluaran PLC alamat

10.00, sedangkan polaritas negatif dihubungkan ke com keluaran PLC alamat 10.00.

00

0324V

12V M

power

RELAY SPST

43

12

-12V

RELAY SPST

43

12

supply06

com

RELAY SPST

43

12

RELAY DPST

43

65

12

com

RELAY SPST

43

12

-12V07

01

02

input PLC

00

power05

12V M

02

01

com

04

220V

09

supply

04

power

supply

10

12V

RELAY DPST

43

65

12

03

com

jala

supply

com

com

11

220V

jala

power

12V

08

Gambar 3-11. Rangkaian antarmuka terminal tegangan

Terminal tegangan dapat digunakan saat tombol ON ditekan. Kumparan relay 24

volt dihubungkan pada keluaran PLC untuk menyediakan tegangan 12 volt dan -12 volt.

Power supply 12 volt dan -12 volt DC juga disediakan sebagai sumber tegangan. Ketika

keluaran PLC alamat 10.00 tidak aktif, tidak ada sumber tegangan pada terminal tegangan

52

12 volt dan -12 volt, karena kontak relay 24 volt dalam kondisi open. Ketika keluaran

PLC alamat 10.00 aktif, akan menyebabkan relay 24 volt aktif. Dalam kondisi ini, kontak

relay 24 volt yang awalnya dalam kondisi normally open akan menjadi close, sehingga

pada terminal tegangan 12 volt dan -12 volt akan terdapat sumber tegangan.

Tegangan 220 volt AC disediakan sama seperti saat menyediakan tegangan 12

volt dan -12 volt DC. Kumparan relay 24 volt dihubungkan pada keluaran PLC.

Tegangan 220 volt AC disediakan sebagai sumber tegangan. Ketika keluaran PLC alamat

10.00 tidak aktif, tidak ada sumber tegangan pada terminal tegangan 220 volt AC, karena

kontak relay dalam kondisi open. Ketika keluaran PLC alamat 10.00 aktif, akan

menyebabkan relay 24 volt aktif. Dalam kondisi ini, kontak relay 24 volt yang awalnya

dalam kondisi normally open akan menjadi close, sehingga pada terminal tegangan 220

volt akan terdapat sumber tegangan.

3.2.9 Perancangan Alarm (Buzzer)

Gambar 3-12 menunjukkan perancangan alarm (buzzer) untuk terminal tegangan.

Buzzer akan berbunyi apabila tegangan keluaran pada papan power supply mengalami

gangguan (fault). Lampu digunakan sebagai penanda buzzer yang berbunyi.

LS3

BUZZER

1

2

0503 04

DS2

LAMP

12

06

DS3

LAMP

12

output plc

com

DS4

LAMP

12

0201

DS1

LAMP

12

07

LS1

BUZZER

1

2

com comcom

LS2

BUZZER

1

2

00

LS4

BUZZER

1

2

com

BT1

BATTERY

12

comcom com

Gambar 3-12. Rangkaian buzzer untuk terminal tegangan

53

3.2.10 Layout Programmable Terminal NT30C

Layout PT NT30C merupakan rancangan secara visual untuk menampilkan data

masukan, data keluaran, dan kondisi terminal tegangan pada proses DC control drive.

Perancangan layout pada PT NT30C terdapat 4 tampilan, antara lain: Layout tampilan

menu utama (screen1), Layout tampilan monitor screen (screen2), Layout tampilan set

screen (screen 3), dan Layout tampilan graph (screen 4). Layout tampilan menu utama

ditunjukkan pada Gambar 3-13. Layout tampilan monitor screen ditunjukkan pada

Gambar 3-14. Layout tampilan set screen ditunjukkan pada Gambar 3-15. Layout

tampilan graph ditunjukkan pada Gambar 3-16. Layout tampilan menggunakan beberapa

komponen visual yang disediakan oleh program NT-series support tool untuk tampilan

pada PT.

Layout program tersusun atas 3 bagian utama.

1. Bagian masukan.

Bagian masukan berisi nilai-nilai yang diperlukan dalam perancangan yang terdiri

dari 4 buah data masukan. Data masukan digunakan untuk menampilkan angka dan

dapat mengarahkan pengguna. Pada program ini, data masukan menampilkan nilai set

point, parameter proportional band (Pb), parameter integral time (Ti), dan parameter

derivative time (Td).

2. Bagian keluaran

Bagian keluaran terdiri dari tiga bagian utama yaitu hasil pengendalian, kondisi

terminal tegangan dan grafik. Pada hasil pengendalian, terdapat 1 buah numeral

display yang menampilkan nilai kecepatan motor dc dalam bilangan desimal. Kondisi

terminal tegangan berisi 4 buah lampu indikator. Lampu indikator akan menampilkan

kondisi terminal tegangan hasil perancangan. Lampu indikator akan menyala apabila

54

kondisi tiap terminal tegangan dalam kondisi aktif. Apabila terjadi gangguan pada

terminal tegangan, maka lampu indikator akan mati. Grafik digunakan untuk

mengetahui tanggapan PID.

Gambar 3-13. Layout tampilan menu utama (screen 1)

Gambar 3-14. Layout tampilan monitor screen (screen 2)

Gambar 3-15. Layout tampilan set screen (screen 3)

Fix display

Touch switch

Numeral display

Lamp

Data masukan

55

Gambar 3-16. Layout tampilan graph line (screen 4)

Graph

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

Sistem control drive pada mini DCS ini diprogram dengan bahasa pemrograman

ladder diagram. Pemrograman PLC ini menggunakan perangkat lunak CX programmer

Versi 4.0 yang berfungsi sebagai ladder dalam penulisan baris-baris perintah dan proses

pengiriman program ke PLC. Perancangan perangkat lunak pada DC control drive

meliputi pengaktifan terminal tegangan, pembacaan kecepatan putar motor, perhitungan

dalam proses pengendalian menggunakan exspansion intructions PID, dan tampilan data

pada PT NT30C.

3.3.1 Kerangka Utama Program

Program utama dimulai dengan inisialisasi sistem dan kondisi awal. Kemudian

program masuk subrutin terminal tegangan dan masukan parameter PID. Selanjutnya,

sistem membaca kecepatan motor dc untuk dibandingkan dengan set point yang

diberikan. Selisih set point dengan kecepatan aktual motor adalah kesalahan (error).

Kesalahan tersebut akan digunakan untuk perhitungan sinyal kendali dengan metode PID,

kemudian keluaran dari perhitungan tersebut dikeluarkan melalui modul keluaran analog.

56

Diagram alir pada Gambar 3-17 digunakan untuk lebih mempermudah memahami

program utama pengendalian kecepatan motor DC dan penyedia tegangan menggunakan

PLC. Gambar 3-17 menunjukkan diagram alir DC control drive.

Gambar 3-17. Diagram alir DC control drive

3.3.2 Indikator Tombol ON/OFF dan Terminal Tegangan

Gambar 3-18 menunjukkan diagram alir indikator tombol ON/OFF dan terminal

tegangan. Subrutin indikator tombol ON/OFF dan terminal tegangan berfungsi untuk

menghidupkan dan mematikan terminal tegangan, komunikasi dengan SCADA, dan

pemberitahuan kondisi setiap power supply. Sebelum proses pasteurisasi dilakukan,

terminal tegangan harus dalam kondisi ON.

Alamat masukan PLC 0.00 digunakan untuk menghidupkan terminal tegangan dan

alamat masukan PLC 0.01 digunakan untuk mematikan terminal tegangan. Karena

57

SCADA juga dapat mengontrol terminal tegangan, holding relay (HR) dengan alamat 0.00

perlu ditambahkan. Holding relay (HR) berfungsi sebagai switch untuk mengontrol

terminal tegangan lewat SCADA. Internal relay (IR) 200.00 berfungsi untuk mengunci

alamat masukan PLC 0.00 saat tombol dilepas. Internal relay (IR) 200.01 akan aktif jika

Holding relay (HR) 0.00 dalam kondisi ON.

Gambar 3-18. Diagram alir indikator ON/OFF dan terminal tegangan

Gambar 3-19 menunjukkan diagram alir kondisi tegangan keluaran tiap power

supply. Saat keluaran PLC alamat 10.00 tidak aktif, maka semua penyedia tegangan tidak

aktif dan alamat memori DM1-DM4 dan DM10-DM14 diberi data 00. Pemberian data 00

pada alamat memori DM merupakan pemberitahuan pada SCADA dan PT bahwa terminal

tegangan dalam kondisi tidak aktif. Akan tetapi apabila alamat keluaran PLC 10.00 aktif,

maka pada penyedia tegangan yang tidak mengalami gangguan (fault) pada alamat

memori DM01-DM04 akan diberi data #FF dan memori DM10-DM14 diberi data #01.

58

Pemberian data FF pada memori DM merupakan pemberitahuan pada SCADA dan PT,

bahwa terminal tegangan dalam kondisi aktif dan siap dipergunakan.

Gambar 3-19. Diagram alir kodisi tegangan keluaran tiap power supply

3.3.2 Inisialisasi Progammable Terminal NT30C

Gambar 3-20 menunjukkan diagram alir inisialisasi PT NT30C. Inisialisasi PT

berfungsi untuk mengatur PT status kontrol area dan PT status notify area. Pengaturan

PT status kontrol area diletakkan pada alamat DM100 dan pengaturan PT status notify

area diletakkan pada alamat DM110.

Gambar 3-20. Diagram alir inisialisasi PT NT30C

59

3.3.3 Masukan Parameter PID

Pemberian masukan parameter PID pada PT dapat dilakukan dengan tombol

numeric key. Tombol numeric key merupakan salah satu fungsi dari tombol touch switch.

Subrutin masukan parameter PID berfungsi untuk memasukkan data-data yang diberikan

untuk proses pengendalian melalui PT.

3.3.3.1 Masukan Parameter Set Point (Sp)

Gambar 3-21 menunjukkan diagram alir masukan parameter set point (Sp). Proses

masukan parameter Sp dimulai dengan pengaturan alamat memori DM15 yang digunakan

untuk penyimpanan data masukan dengan 00. Kemudian pengguna memasukkan nilai Sp

yang diinginkan. Sebelum nilai Sp disimpan pada alamat DM122, nilai Sp yang

dimasukkan lewat PT terlebih dahulu diubah ke bilangan BCD. Dari BCD data diubah ke

dalam bilangan biner (sesuai dengan pengaturan pada P1). Nilai Sp juga ditempatkan

pada tabel memori NO 1 pada PT. Data pada alamat memori DM150 selalu sama dengan

tabel memori NO 1.

Gambar 3-21. Diagram alir masukan parameter set point

60

3.3.3.2. Masukan Parameter Propotional Bandwidth (Pb)

Gambar 3-22 menunjukkan diagram alir masukan parameter propotional

bandwidth (Pb). Proses masukan parameter Pb dimulai dengan inisialisasi alamat DM

untuk pengali dan kontrol digit. Kemudian pengguna memasukkan nilai parameter Pb

yang diinginkan. Sebelum nilai parameter Pb disimpan pada alamat DM152, nilai Pb

yang dimasukkan lewat PT terlebih dahulu diubah ke bilangan BCD (sesuai dengan

pengaturan pada P1). Karena data yang tersimpan pada memori DM berupa data heksa

dan bukan data BCD. Nilai parameter Pb juga ditempatkan pada tabel memori NO 2 pada

PT. Data pada alamat memori DM152 selalu sama dengan tabel memori NO 2.

Gambar 3-22. Diagram alir masukan parameter propotional bandwidth

3.3.3.3. Masukan Parameter Integral Time (Ti)

Gambar 3-23 menunjukkan diagram alir masukan parameter integral time (Ti).

Proses masukan parameter Ti dimulai dengan inisialisasi alamat DM untuk pengali dan

61

kontrol digit. Kemudian pengguna memasukkan nilai parameter Ti yang diinginkan.

Sebelum nilai parameter Ti disimpan pada alamat DM154, nilai Ti yang dimasukkan

lewat PT terlebih dahulu diubah ke bilangan BCD (sesuai dengan pengaturan pada P1).

Nilai parameter Ti juga ditempatkan pada tabel memori NO 3 pada PT. Data pada alamat

memori DM154 selalu sama dengan tabel memori NO 3.

Gambar 3-23. Diagram alir masukan parameter integral time

3.3.3.4. Masukan Parameter Devirative Time (Td) Gambar 3-24 menunjukkan diagram alir masukan parameter devirative time (Td).

Proses masukan parameter Td dimulai dengan inisialisasi alamat DM untuk pengali dan

kontrol digit. Kemudian pengguna memasukkan nilai parameter Td yang diinginkan.

Sebelum nilai parameter Td disimpan pada alamat DM156, nilai Td yang dimasukkan

lewat PT terlebih dahulu diubah ke bilangan BCD (sesuai dengan pengaturan pada P1),

62

karena data yang tersimpan pada memori DM berupa data heksa. Nilai parameter Td juga

ditempatkan pada tabel memori NO 4 pada PT. Data pada alamat memori DM156 selalu

sama dengan tabel memori NO 4.

Gambar 3-24. Diagram alir masukan parameter devirative time

3.3.3.5 Parameter Periode Sampling

Periode sampling digunakan untuk mengatur interval sampling data masukan.

Nilai parameter periode sampling harus dalam bentuk BCD. Nilai parameter ini diberikan

langsung lewat program dan bukan lewat PT. Nilai parameter periode sampling yang

dirancang dapat diatur sampai 99,9 detik. Gambar 3-25 menunjukkan diagram alir

masukan parameter periode sampling.

63

Gambar 3-25. Diagram alir masukan parameter periode sampling

3.3.3.6 Paramater Operation Specifier dan Masukan Filter Coefficient

Gambar 3-26 menunjukkan diagram alir masukan parameter operation specifier dan

masukan filter coefficient. Operation specifier digunakan untuk mengatur operasi yang

digunakan. Ada dua operation specifier yaitu operasi normal (0) atau kebalikan (1).

Operation specifier diatur pada bit 00 sampai 03.

Gambar 3-26. Diagram alir masukan parameter operation specifier dan masukan

filter coefficient

64

Masukan filter digunakan untuk mengatur kekuatan masukan filter. Pengaturan ini

harus dalam bentuk BCD yang ditempatkan pada bit 08 sampai 15. Nilai parameter

masukan filter yang dirancang dapat diatur dari 100 sampai 199, akan tetapi masukan

filter yang akan digunakan diatur dengan nilai 000. Pengaturan ini menentukan nilai

standar yaitu 0,65.

3.3.3.7 Parameter Range Keluaran dan Range Masukan

Parameter range keluaran dan range masukan digunakan untuk menentukan

banyaknya bit dari data keluaran dan data masukan yang digunakan. Range keluaran

diatur pada alamat bit 00 sampai 03, sedangkan range masukan diatur pada alamat bit 08

sampai 15. Pengaturan ini harus antara 00 dan 08. Pangaturan 00 menentukan range

keluaran atau range masukan dengan 8 bit dan pengaturan 08 menentukan range keluaran

atau range masukan dengan 16 bit. Gambar 3-27 menunjukkan diagram alir masukan

parameter range keluaran dan range masukan.

Gambar 3-27. Diagram alir masukan parameter range keluaran dan masukan

65

3.3.4 Masukan First Parameter (P1)

Gambar 3-28 menunjukkan diagram alir masukan first parameter (P1). Subrutin

masukan P1 berfungsi untuk memindahkan data parameter set point, Pb, Ti, Td, periode

sampling, operation specifier dan input filter coefficient dan range keluaran serta range

masukan pada alamat DM220 sampai alamat DM226.

Gambar 3-28. Diagram alir masukan first parameter (P1)

3.3.5 Pembacaan Data MAD01 dan Penyimpanan

Gambar 3-29 menunjukkan diagram alir pembacaan dan penyimpanan data.

Subrutin pembacaan dan penyimpanan ini berfungsi untuk mendapatkan data kecepatan

motor yang berupa data biner dan menyimpannya pada alamat memori DM08 dan DM01.

MAD01 perlu diinisialisasi terlebih dahulu sebelum mengambil data pada CH masukan.

Inisialisasi digunakan untuk mengatur range tegangan masukan pada MAD01 dan

mengatur CH masukan dan CH keluaran. Setelah data dibaca oleh CH masukan 01, data

akan disimpan pada alamat memori DM07. Data kecepatan motor yang disimpan di

66

memori DM08 akan ditampilkan pada PT, setelah data tersebut diubah dalam bentuk

desimal.

Gambar 3-29. Diagram alir pembacaan dan penyimpanan data

3.3.6 Keluaran MAD01

Hasil dari perhitungan PID yang disimpan pada alamat DM190 akan dikonversi

ke data analog yang sebelumnya merupakan data digital. Hasil dari channel keluaran

MAD01 adalah sinyal analog. MAD01 berfungsi sebagai modul digital to analog

converter. Gambar 3-30 menunjukkan diagram alir keluaran MAD01.

Gambar 3-30. Subrutin diagram alir keluaran MAD01

67

3.3.7 Hapus Memori DM

Gambar 3-31 menunjukkan diagram alir hapus memori DM. Subrutin hapus

memori DM berfungsi untuk menghapus memori yang digunakan untuk kecepatan motor,

terminal tegangan 12 volt motor (motor dc), terminal tegangan 12 volt, terminal tegangan

220 volt, dan terminal tegangan -12 volt. Hapus memori DM dilakukan oleh SCADA.

Gambar 3-31. Diagram alir hapus memori DM

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Suatu peralatan atau program dapat dikatakan bekerja dengan baik apabila telah

disertai dengan pembuktian terhadap fungsi kerja dari peralatan tersebut. DC control

drive dirancang sebagai alat yang dapat mengatur dan menampilkan kecepatan motor

serta menampilkan kondisi terminal tegangan melalui programmable terminal (PT)

NT30C. Bab ini akan menjelaskan mengenai cara pengujian dari perangkat keras dan

perangkat lunak sesuai hasil perancangan pada bab III.

Hasil dari pengujian akan berguna untuk mengetahui sejauh mana keberhasilan

perancangan serta kelebihan dan kekurangan sistem yang telah dibuat. Sehingga hasil

tersebut dapat digunakan sebagai acuan dalam penyempurnaan kinerja dan dapat

digunakan dalam pengembangan selanjutnya.

4.1 Implementasi Alat dan Cara Kerja Alat

Implementasi alat dibagi menjadi tiga bagian yaitu: papan kontrol, papan power

supply, dan papan rangkaian. Papan kontrol berisi pusat pengolahan data, adapter

pheriperal to RS232 (CIF0), dan buzzer. Gambar 4-1 menunjukkan papan kontrol.

Papan power supply yang berisi power supply CPU ditunjukkan pada Gambar 4-2

(a). Sedangkan papan rangkaian yang terdiri dari rangkaian frequency to voltage

converter, penyearah presisi, penguat non-inverting, dan pembangkit gelombang kotak

dan segitiga ditunjukkan pada Gambar 4-2 (b). Papan kontrol terdiri dari PLC CPM2A,

MAD01, relay, PT NT30C, power supply 24V, dan adapter pheriperal to RS232 (CIF0).

Papan kontrol mendapat masukan dari papan power supply dan papan rangkaian,

68

69

kemudian mempunyai keluaran berupa buzzer dan PT NT30C (terdapat pada papan

kontrol).

(a) (b)

Programmable terminal NT30C

MAD01

CIF0

PLC CPM2A

Relay

Buzzer Tombol ON/OFF

Power Supply 24V

Gambar 4-1. Papan kontrol. (a). Papan kontrol tampak dalam dan (b). Papan kontrol tampak depan

Buffer dan penguat non inverting Power supply

CPU Frequency to Voltage converter

Buffer dan penyearah presisi

Pembangkit gelombang kotak dan segitiga

Transistor Driver motor DC

(a) (b)

Gambar 4-2. (a) Papan power supply. (b) Papan rangkaian

Cara mengoperasikan alat ini dimulai dari mengaktifkan PLC CPM2A, papan power

supply dan power supply 24V sampai pada PT NT30C terlihat suatu tampilan menu

utama. Tampilan menu utama ditunjukkan pada Gambar 4-3 (a). Kemudian tombol “ON”

70

(warna biru) ditekan dan pada tampilan monitor screen dilihat. Apabila terminal tegangan

aktif, maka keempat lampu pada monitor screen akan berwarna gelap. Tampilan monitor

screen ditunjukkan pada Gambar 4-3 (b). Untuk memasukkan nilai parameter-parameter

PID, tombol touch switch “set screen” ditekan, kemudian tombol “PID OK” pada

monitor screen dicek. Tombol “PID OK” digunakan untuk mengaktifkan diagram ladder

PID. Tampilan set screen ditunjukkan pada Gambar 4-3 (c). Apabila ingin mengetahui

respon keluaran dalam bentuk grafik, tombol “graph line” ditekan. Tampilan graph line

ditunjukkan pada Gambar 4-3 (d).

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 4-3. (a) Tampilan menu utama, (b) Tampilan monitor screen,

(c) Tampilan set screen, dan (d) Tampilan graph line

71

4.2 Hasil Pengujian Perangkat Keras

Pengujian perangkat keras akan dilakukan pada setiap bagian yang telah dirancang

dan dibuat. Hasil pengujian perangkat keras hendak membuktikan bahwa perancangan

yang telah dilakukan dapat bekerja dengan baik.

4.2.1 Hasil Pengujian Sensor Kecepatan

Pengujian sensor kecepatan dilakukan dengan memberikan sumber tegangan

bervariasi ke motor. Keluaran sensor kecepatan yang dihasilkan adalah sinyal kotak

dengan frekuensi yang bervariasi pula. Hasil pengujian sensor kecepatan dituliskan pada

Tabel 1 lampiran. Gambar 4-4 menunjukkan grafik hubungan antara tegangan motor

dengan keluaran sensor kecepatan. Dari Gambar 4-4, terlihat bahwa grafik antara

tegangan motor dengan keluaran sensor kecepatan telah linier yang ditunjukkan oleh

trendline. Dari Gambar 4-4, terlihat bahwa frekuensi keluaran sensor kecepatan telah

sesuai dengan perancangan, yang mengharuskan frekuensi keluaran sensor kecepatan

linier dengan tegangan motor yang bervariasi.

0

5

10

15

20

25

0 2 4 6 8 10 12 1

tegangan motor (V)

kelu

aran

sen

sor k

ecep

atan

(Hz)

4

Gambar 4-4. Grafik hubungan antara tegangan motor dengan keluaran sensor

kecepatan

72

4.2.2 Hasil Pengujian Frequency to Voltage Converter

Pengujian frequency to voltage converter dilakukan dengan memberikan sumber

masukan frekuensi dari Audio Signal Generator (AFG). Keluaran AFG yang digunakan

adalah keluaran TTL dengan duty cycle 50%. Dari Tabel 2 lampiran, terlihat bahwa alat

sudah mampu mengkonversi frekuensi ke tegangan dengan frekuensi maksimum

pengujian 21,5Hz. Gambar 4-5 menunjukkan grafik persen error pengukuran tegangan

keluaran untuk frekuensi bervariasi. Dengan menggunakan persamaan 2.2, dapat dicari

tegangan keluaran pada rangkaian frequency to voltage converter sebagai berikut:

Vo = Vcc x Fin x C1 x R1 x k

= 9 x 1 x 15.10-9 x 100.103 x 1

= 0,0135V

Untuk nilai error dapat dicari dengan:

Error (%) = arnyanilaiseben

arnyanilaisebenkurannilaipengu − x 100

= 0135,0

0135,0017,0 − x 100

= 25,9%

Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 2 lampiran.

Dari pengukuran pertama Tabel 2 lampiran, dengan frekuensi masukan 1Hz sampai

dengan pengukuran ke-42 dengan frekuensi 21,5Hz, terlihat bahwa prosentase error

berkisar antara 0.086% sampai dengan 25,9%. Selisih jarak terukur dengan jarak

sebenarnya (error) berkisar antara 0.00025 volt sampai dengan 0.0085 volt. Rata–rata

prosentase error adalah 3.787%. Persen error terbesar terjadi pada pengukuran ke-1 yaitu

pengukuran dengan frekuensi masukan 1Hz. Dari Tabel 2 lampiran, terlihat bahwa alat

dapat bekerja dengan baik pada rentang frekuensi 4,5Hz sampai dengan 21,5Hz.

73

Dari Gambar 4-5, terlihat bahwa untuk frekuensi keluaran sensor kecepatan yang

semakin kecil maka persen error yang dihasilkan akan semakin besar yang ditunjukkan

oleh trendline. Secara teoritis nilai tegangan keluaran penguat menggambarkan nilai

tegangan keluaran frequency to voltage converter dengan penguatan 35,33 kali. Dari

Gambar 4-5, terlihat bahwa terdapat error pada perangkat keras karena faktor penguat

yang didapat tidak sebesar 35.33 kali seperti yang ditunjukkan pada perancangan

perangkat keras. Error pada perangkat keras ini dipengaruhi oleh nilai resistor yang

dipakai. Nilai resistor yang dipakai terukur adalah 6,22kΩ. Nilai resistor yang dipakai

seharusnya adalah 6,41kΩ. Dari selisih nilai resistor ini didapatkan nilai error sebesar

1,217%.

-10

-5

0

5

10

15

20

25

30

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

frekuensi (Hz)

gala

t (%

)

Gambar 4-5. Grafik persen error(%) pengukuran tegangan keluaran penguat untuk

frekuensi bervariasi

4.2.3 Hasil Pengujian Pembangkit Gelombang Kotak dan Segitiga

Hasil pengujian pembangkit gelombang kotak dan segitiga dapat bekerja dengan

baik. Gambar 4-6 menunjukkan hasil pengujian pembangkit gelombang kotak dan

segitiga. Hasil pengujian pembangkit gelombang kotak dan segitiga dituliskan pada Tabel

74

4-1. Tabel 4-1 memperlihatkan bahwa alat masih dapat bekerja dengan persen error yang

dihasilkan adalah 2,04% dan 1,2%.

Gelombang segitiga

Gambar 4-6. Hasil keluaran pembangkit gelombang kotak dan segitiga

Table 4-1. Hasil pengujian rangkaian pembangkit gelombang kotak dan segitiga.

V peak (V) Frekuensi (Hz) No Teoritis data Teoritis data

1 10 9,8 250 247

Error (%) 2,04 1,2

4.2.4 Hasil Pengujian Rangkaian Penyearah Presisi Hasil pengujian rangkaian penyearah presisi dapat bekerja dengan baik. Gambar

4-7 menunjukkan hasil pengujian rangkaian penyearah presisi. Hasil pengujian rangkaian

penyearah presisi dituliskan pada Tabel 4-2. Tabel 4-2 memperlihatkan bahwa alat dapat

bekerja dengan baik dengan persen error yang dihasilkan sebesar 4,16% dan 1,62%.

Tabel 4-2. Hasil pengujian rangkaian penyearah presisi

V peak (V) Frekuensi (Hz) No

Teoritis Pengujian Teoritis Pengujian

1 10 9.6 500 492 Error (%) 4.16 1,62

75

Penyearah presisi

Gelombang segitiga

Gambar 4-7. Sinyal keluaran rangkaian penyearah presisi

4.2.5 Hasil Pengujian Rangkaian Pembanding (Comparator) Rangkaian pembanding digunakan untuk menghasilkan sinyal pulse width

modulation (PWM). Ketika rangkaian penyearah presisi diujikan dengan rangkaian

pembanding untuk menghasilkan sinyal PWM, rangkaian dapat bekerja dengan baik

sesuai dengan perancangan. Tegangan pengurang (kaki inverting) pada rangkaian

pembanding menggunakan variable power supply dengan tegangan pengurang sebesar

5V. Dengan kondisi demikian rangkaian dapat menghasilkan sinyal PWM dengan duty

ratio 50% dengan baik. Gambar 4-8 menunjukkan hasil keluaran pembangkit gelombang

kotak dan segitiga dan sinyal PWM.

Gambar 4-8. Hasil keluaran pembangkit gelombang kotak dan segitiga dan sinyal PWM

76

4.26 Hasil Pengujian Driver Motor

Hasil pengujian driver motor dapat dapat bekerja dengan baik. Tabel 4-3

menunjukkan hasil pengujian driver motor. Tabel 4-3 memperlihatkan bahwa alat dapat

bekerja dengan baik dengan persen error yang dihasilkan sebesar 0%. Arus kolektor

maksimal dibatasi sebesar 10A, akan tetapi arus kolektor yang lewat saat conveyor mulai

berjalan sebesar 3,18 A. Dengan demikian arus yang lewat masih di dalam rentang arus

kolektor maksimal yaitu 10 A.

Tabel 4-3. Hasil pengujian driver motor

Arus basis (Ib) Arus kolektor (Ic) No

Teoritis Pengujian Teoritis Pengujian

1 10 x 10-3mA 10 x 10-3mA 10 A 3.18 A

Error(%) 0

4.27 Hasil Pengujian Terminal Tegangan

Pengujian terminal tegangan dilakukan dengan mengamati lampu penanda pada PT

saat channel keluaran PLC alamat 10.00 aktif atau tidak. Dari hasil pengujian pada Tabel

3 lampiran, dapat dilihat bahwa terminal tegangan dapat bekerja dengan baik. Ketika

channel keluaran PLC alamat 10.00 aktif, terminal tegangan akan aktif (dengan kondisi

tegangan keluaran pada papan power supply baik). Demikian pula sebaiknya, apabila

channel keluaran PLC alamat 10.00 tidak aktif, maka terminal tegangan tidak aktif.

Kemudian apabila ada salah satu tegangan keluaran pada papan power supply mengalami

gangguan, maka hanya terminal tegangan tersebut yang tidak aktif. Kondisi seperti ini

sudah sesuai seperti perancangan.

77

4.2.6 Hasil Pengujian Buzzer

Pengujian pada buzzer dilakukan dengan mengamati channel keluaran PLC pada

alamat 10.04, alamat 10.05, alamat 10.06, dan alamat 10.07 saat channel masukan PLC

alamat 0.02, alamat 0.03, alamat 0.04, dan alamat 0.05, dalam kondisi aktif atau tidak.

Dari hasil pengujian pada Tabel 4 lampiran, terlihat bahwa buzzer yang digunakan

sebagai penanda untuk terminal tegangan dapat bekerja dengan baik.

Buzzer digunakan sebagai penanda apabila terminal tegangan tidak aktif ataupun

terjadi gangguan pada tegangan keluaran papan power supply. Channel masukan PLC

alamat 0.02, alamat 0.03, alamat 0.04, dan alamat 0.05 akan aktif saat masing-masing

terminal tegangan aktif. Apabila ada yang mengalami gangguan, buzzer akan menyala

dan menunjukkan terminal tegangan yang mengalami gangguan tersebut.

4.2.7 Hasil Pengujian Programmable Terminal NT30C

Pengujian PT dilakukan dengan mengamati apakah setiap tampilan screen dapat

bekerja dengan baik. Ketika PT terhubung PLC melalui CIF0 tampilan awal yang terlihat

adalah menu screen. Tampilan menu screen ditunjukkan pada Gambar 4-9 (a). Kemudian

saat tombol touch switch yang terdiri dari set screen, graph, dan monitor screen ditekan,

maka layar akan menampilkan tampilan sesuai tombol touch switch yang dipilih.

Tampilan visual yang telah dibuat pada tiap-tiap tampilan seperti numeral display, lamp,

data input dan graph juga dapat bekerja dengan baik sesuai fungsinya masing-masing,

seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4-9. Pada tampilan PT terdapat perubahan yaitu

tombol ”PID OK” yang dalam perancangan terletak di tampilan menu screen dipindah di

tampilan monitor screen, hal ini dilakukan untuk mempermudah pengoperasian. Hasil

tampilan monitor screen ditunjukkan pada Gambar 4-9 (b). Hasil tampilan set screen

78

ditunjukkan pada Gambar 4-9 (c). Hasil tampilan graph line ditunjukkan pada Gambar 4-

9 (d).

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 4-9. (a) Hasil tampilan menu utama, (b) Hasil tampilan monitor screen.

(c) Hasil tampilan set screen, (d) Hasil tampilan graph line.

4.3 Hasil Pengujian Terhadap Plant

4.3.1 Hasil Pengujian Perangkat Keras Terhadap Plant

Pengujian perangkat keras terhadap plant dilakukan untuk mengetahui kinerja dari

sensor, frequency to voltage converter, dan PT. Analisa hasil pengukuran kecepatan

motor dari keluaran sensor menggunakan Tabel 5 lampiran. Analisa hasil pengukuran

keluaran frequency to voltage converter dengan masukan frekuensi dari sensor

menggunakan Tabel 6 lampiran. Dari Tabel 5 lampiran, terlihat bahwa kecepatan motor

79

berubah untuk tegangan motor yang bervariasi. Dari Tabel 6 lampiran, terlihat bahwa alat

sudah mampu mengkonversi frekuensi dari sensor ke tegangan dengan baik.

-2

0

2

4

6

8

10

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Tegangan motor (V)

Gal

at (%

)

Gambar 4-10. Grafik persen error(%) tampilan kecepatan motor pada PT NT30C untuk

tegangan motor bervariasi.

-2-10123456789

1011

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Frekuensi sensor (Hz)

Gal

at (%

)

Gambar 4-11. Grafik persen error (%) keluaran frequency to voltage converter untuk

frekuensi sensor bervariasi.

Grafik persen error tampilan kecepatan motor pada PT NT30C untuk tegangan

motor yang bervariasi ditunjukkan pada Gambar 4-10. Grafik persen error pengukuran

80

keluaran frequency to voltage converter untuk frekuensi sensor bervariasi ditunjukkan

pada Gambar 4-11.

Dari pengukuran pertama Tabel 5 lampiran, dengan tegangan motor 12 volt sampai

dengan pengukuran ke-20 dengan tegangan motor 2,5 volt, terlihat bahwa prosentase

error kecepatan motor pada NT 30C terhadap tachometer berkisar antara 0,212% sampai

dengan 8,695%. Prosentase error terbesar terjadi pada pengukuran ke-20 dengan

tegangan masukan 2,5VHz. Rata–rata prosentase error adalah 2,056%. Selisih kecepatan

terukur dengan kecepatan sebenarnya berkisar antara 0,1 Rpm sampai dengan 0,6 Rpm.

Dari pengukuran Tabel 5 Lampiran, terlihat bahwa alat masih dapat bekerja dengan baik

pada rentang kecepatan motor 5 Rpm sampai dengan 51 Rpm.

Dari pengukuran pertama Tabel 6 lampiran, dengan frekuensi masukan sensor

21,07Hz sampai dengan pengukuran ke-20 dengan frekuensi masukan sensor 2,287Hz,

terlihat bahwa prosentase persen error pengukuran keluaran frequency to voltage converter

berkisar antara 0,196% sampai dengan 9,54%. Prosentase error terbesar terjadi pada

pengukuran ke-20 dengan frekuensi masukan sensor 2,287Hz. Rata–rata prosentase error

adalah 2,538%. Selisih jarak terukur dengan jarak sebenarnya berkisar antara 0,02 volt

sampai dengan 0,207 volt. Dari pengukuran Tabel 6 Lampiran, terlihat bahwa alat masih

dapat bekerja dengan baik pada rentang frekuensi 2,287Hz sampai dengan 21,07Hz.

Gambar 4-10 menunjukkan grafik persen error antara tampilan kecepatan motor

pada PT dan tachometer. Gambar 4-11 menunjukkan grafik persen error antara tegangan

keluaran frequency to voltage converter dan tegangan toritis. Dari Gambar 4-10 terlihat

bahwa untuk tegangan motor yang semakin kecil persen error yang dihasilkan akan

semakin besar yang ditunjukkan oleh trendline. Dari Gambar 4-11 terlihat bahwa untuk

frekuensi sensor yang semakin kecil persen error yang dihasilkan akan semakin besar

yang ditunjukkan oleh trendline.

81

Dari Gambar 4-10, terlihat bahwa terdapat error pada pembacaan PT. Error ini

disebabkan karena ketelitian pembacaan data oleh MAD01. Berdasarkan datasheet,

ketelitian pembacaan MAD01 dibatasi sebesar 1%, sehingga kekurangtelitian MAD01

dapat menyebabkan error pengukuran. Dari Gambar 4-11, terlihat bahwa terdapat error

pada perangkat keras karena faktor penguat yang didapat tidak sebesar 35.33 kali seperti

yang ditunjukkan pada perancangan perangkat keras. Error pada perangkat keras ini

dipengaruhi oleh nilai resistor dan IC yang dipakai seperti yang dijelaskan pada

pembahasan 4.2.2.

4.3.2 Pengujian Plant Tanpa Beban

Pengujian plant dilakukan dengan memberikan nilai set point kecepatan motor.

Nilai set point kecepatan motor yang diuji adalah 20 Rpm. Nilai ini ditentukan sesuai

dengan permintaan dari bagian pengepakan. Data akan tertampil pada PT dalam bentuk

grafik.

Penalaan dengan metode heuristic dilakukan untuk mencari respon sistem yang

terbaik Penalaan heuristic dilakukan dengan mengacu pada bab II. Langkah pertama

adalah menentukan nilai propotional bandwidth (Pb), dengan cara parameter integral

time (Ti) dan derivative time (Td) dibuat dalam kondisi disable. Nilai parameter Pb diatur

dari nilai besar ke nilai kecil. Nilai parameter Pb terbesar yang dipilih adalah 250.

Tanggapan sistem dengan nilai Pb = 250 dapat dilihat pada Tabel 7 lampiran. Dari Tabel

7 lampiran, dapat diamati bahwa sistem tidak mampu mencapai nilai set point (steady

state error ≠ 0). Akan tetapi sistem mampu mengurangi kesalahan sehingga hanya

mengalami kenaikan sebesar 3 rpm. Untuk nilai Pb = 200, sistem mampu mengoreksi

kesalahan lebih baik. Sehingga steady state error hanya sebesar 2 Rpm. Tanggapan

sistem dengan nilai Pb = 200 dapat dilihat pada Tabel 7 lampiran. Dengan menurunkan

82

nilai Pb terus menerus, nilai Pb yang paling optimal diperoleh yaitu sebesar 170. Nilai

parameter Pb = 170 ini adalah nilai maksimal, karena jika nilai parameter Pb diturunkan

lagi, pengendali tidak bekerja lebih baik tetapi akan menimbulkan osilasi. Gambar 4-12

menunjukkan tanggapan sistem dengan nilai Pb = 170.

Mp

tp

21 rpm

19 rpm

tstd

tr

Gambar 4-12. Tanggapan sistem dengan nilai Pb = 170

Stopwatch dan media player classic digunakan untuk mengetahui waktu tanggapan

sistem. Nilai Td dan Tr ditentukan berdasarkan Gambar 4-12. Td adalah waktu yang

diperlukan respon untuk mencapai setengah harga akhir yang pertama kali.

Nilai kecepatan motor sebenarnya adalah 21 Rpm. Nilai awal adalah 0 Rpm. Nilai

td dicari dengan menentukan nilai tengahnya. Nilai tengahnya adalah:

5,102

021=

− Rpm, sehingga, dari Gambar 4-12, nilai td adalah 0,17 detik.

Nilai tr dicari saat waktu sistem mencapai 0% dan 100% dari nilai akhir tanggapan

sistem dimulai dari nilai awalnya yaitu 0 Rpm. Dari Gambar 4-12, dapat diketahui nilai

Tr sebesar 0.31 detik.

Nilai tp adalah waktu yang diperlukan tanggapan untuk mencapai puncak pertama

overshoot. Jika dilihat dari grafik, maka nilai tp adalah 0,50 detik.

83

Dari grafik pada Gambar 4-12 diperoleh:

1. td = 0,17 detik

2. tr = 0,31 detik

3. tp = 0,50 detik

4. ts = 3,03 detik

5. %52

%10020

2021%10020

2019

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×

−+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×

−

=SSE

6. Mp = %40%10020

2028=×

−=

Langkah selanjutnya adalah memberikan nilai parameter Ti. Nilai parameter Ti

diatur dari nilai besar ke nilai kecil. Dengan nilai parameter Pb = 170 dan parameter Td

masih dalam kondisi disable, hasil pengujiannya dapat dilihat pada Tabel 8 lampiran.

Tabel 8 lampiran menunjukkan tanggapan sistem saat nilai parameter Pb = 170 dan nilai

pameter Ti = 200. Tanggapan sistem yang diperoleh dengan nilai Ti yang besar tersebut

masih jauh dari yang diinginkan. Hal ini dikarenakan nilai parameter Ti yang besar tidak

mampu mengoreksi kesalahan.

Dengan mengurangi nilai parameter Ti menjadi 100 dapat diamati bahwa tanggapan

sistem hampir sama saat nilai Ti = 200. Sistem tidak mampu mengoreksi kesalahan yang

menyebabkan steady state error sebesar 8 Rpm. Tabel 8 lampiran menunjukkan

tanggapan sistem saat nilai Pb = 170 dan Ti = 100. Dengan menurunkan nilai parameter

Ti secara terus menerus, nilai Ti optimal diperoleh yaitu sebesar 5. Gambar 4-13

menunjukkan tanggapan sistem dengan nilai parameter Pb = 170 dan nilai parameter Ti =

5.

84

ts

Mp

tp

td

tr

Gambar 4-13. Tanggapan sistem dengan nilai parameter Pb = 170 dan nilai parameter Ti = 5





td dicari dengan menentukan nilai tengahnya. Nilai tengahnya adalah:

82

016=

− Rpm, sehingga, dari Gambar 4-13, nilai td adalah 0,18 detik.

Nilai Tr dicari saat waktu sistem mencapai 0% dan 100% dari nilai akhir tanggapan




overshoot. Jika dilihat dari grafik, maka nilai tp adalah 0,56 detik. Dari grafik pada

Gambar 4-13 diperoleh:

1. td = 0,18 detik

2. tr = 0,36 detik

85

3. tp = 0,56 detik

4. ts = 4,52 detik

5. %152

%10020

2018%10020

2016

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×

−+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×

−

=SSE

6. Mp = %35%10020

2027=×

−=

Langkah yang ketiga adalah memberikan nilai parameter Td. Nilai parameter Td

diatur dari nilai kecil ke nilai besar. Dengan nilai parameter Pb = 170 dan nilai parameter

Ti = 5, hasil pengujiannya dapat dilihat pada tabel 9 lampiran 14. Tabel 9 lampiran

menunjukkan hasil tanggapan sistem saat nilai parameter Pb = 170, nilai parameter Ti = 5

dan nilai parameter Td = 10. Tanggapan sistem yang diperoleh dengan nilai parameter Td

= 10 sangat jauh dari yang diinginkan, karena sistem selalu berosilasi. Dengan menaikkan

nilai parameter Td secara terus menerus, nilai Td optimal yang dapat memperbaiki

tanggapan sistem tidak diperoleh. Dengan penambahan parameter Td, dapat dilihat bahwa

respon sistem tidak bagus karena selalu berosilasi.

4.3.3 Hasil Pengujian Plant dengan Beban

Pengujian plant dengan beban dilakukan dengan memberikan nilai set point

kecepatan motor. Nilai set point kecepatan motor yang diuji adalah 20 Rpm. Penalaan

dengan metode heuristic dilakukan untuk mencari respon sistem yang terbaik. Penalaan

heuristic dilakukan dengan mengacu pada bab II. Langkah pertama adalah menentukan

nilai propotional bandwidth (Pb), dengan cara parameter integral time (Ti) dan derivative

time (Td) dibuat dalam kondisi disable. Nilai parameter Pb diatur dari nilai besar ke nilai

kecil. Nilai parameter Pb terbesar yang dipilih adalah 300. Tanggapan sistem dengan nilai

86

Pb = 300 dapat dilihat pada Tabel 10 lampiran. Dari Tabel 10 lampiran, dapat diamati

bahwa sistem tidak mampu mencapai nilai set point (steady state error ≠ 0). Akan tetapi

sistem mampu mengurangi kesalahan sehingga hanya mengalami kenaikan sebesar 7 rpm.

Untuk nilai Pb = 250, sistem mampu mengoreksi kesalahan lebih baik. Sehingga steady

state error hanya sebesar 5 Rpm. Tanggapan sistem dengan nilai Pb = 250 dapat dilihat

pada Tabel 10 lampiran. Dengan menurunkan nilai Pb terus menerus nilai Pb yang paling

optimal diperoleh yaitu sebesar 150. Nilai parameter Pb = 150 ini adalah nilai maksimal,

karena jika nilai parameter Pb diturunkan lagi, pengendali tidak bekerja lebih baik tetapi

akan menimbulkan osilasi. Gambar 4-14 menunjukkan tanggapan sistem dengan nilai Pb

= 150.

22 rpm

Mp

td

tp

20 rpm

ts

tr

Gambar 4-14. Tanggapan sistem dengan nilai Pb = 150





td dicari dengan menentukan nilai tengahnya. Nilai tengahnya adalah :

87

112

022=

− Rpm, dari Gambar 4-14, nilai td adalah 0,15 detik.

Nilai tr dicari saat waktu sistem mencapai 0% dan 100% dari nilai akhir tanggapan




overshoot. Jika dilihat dari grafik, maka nilai tp adalah 0,42 detik. Dari grafik pada


7. td = 0,15 detik

8. tr = 0,28 detik

9. tp = 0,42 detik

10. ts = 1,35 detik

11. %52

%10020

2022%10020

2020

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×

−+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×

−

=SSE

12. Mp = %65%10020

2033=×

−=

Langkah selanjutnya adalah memberikan nilai parameter Ti. Nilai parameter Ti

diatur dari nilai besar ke nilai kecil. Dengan nilai parameter Pb = 150 dan parameter Td

masih dalam kondisi disable, hasil pengujiannya dapat dilihat pada Tabel 11 lampiran.

Tabel 11 lampiran menunjukkan tanggapan sistem saat nilai parameter Pb = 150 dan nilai

pameter Ti = 800. Tanggapan sistem yang diperoleh dengan nilai Ti yang besar tersebut

masih jauh dari yang diinginkan. Hal ini dikarenakan nilai parameter Ti yang besar tidak

mampu mengoreksi kesalahan.

Dengan mengurangi nilai parameter Ti menjadi 400 dapat diamati bahwa tanggapan

sistem hampir sama saat nilai Ti = 800. Sistem tidak mampu mengoreksi kesalahan yang

88

menyebabkan steady state error sebesar 5 Rpm. Tabel 11 lampiran menunjukkan

tanggapan sistem saat nilai Pb = 150 dan Ti = 400. Dengan menurunkan nilai parameter

Ti secara terus menerus, nilai Ti optimal diperoleh yaitu sebesar 10. Gambar 4-15

menunjukkan tanggapan sistem dengan nilai parameter Pb = 150 dan nilai parameter Ti =

10.

ts

Mp

tp

td

tr

Gambar 4-15. Tanggapan sistem dengan nilai parameter Pb = 150 dan nilai parameter Ti = 10





td dicari dengan menentukan nilai tengahnya. Nilai tengahnya adalah :

92

018=

− Rpm, dari Gambar 4-15, nilai td adalah 0,20 detik.

Nilai Tr dicari saat waktu sistem mencapai 0% dan 100% dari nilai akhir tanggapan



89


overshoot, jika dilihat dari grafik, maka nilai tp adalah 0,48 detik. Dari grafik pada


13. td = 0,20 detik

14. tr = 0,38 detik

15. tp = 0,48 detik

16. ts = 2,47 detik

17. %5,122

%10020

2018%10020

2017

=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×

−+⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛×

−

=SSE

18. Mp = %50%10020

2030=×

−=

Langkah yang ketiga adalah memberikan nilai parameter Td. Nilai parameter Td

diatur dari nilai kecil ke nilai besar. Dengan nilai parameter Pb = 150 dan nilai parameter

Ti = 10, hasil pengujiannya dapat dilihat pada tabel 12 lampiran. Tabel 12 lampiran

menunjukkan hasil tanggapan sistem saat nilai parameter Pb = 150, nilai parameter Ti =

10 dan nilai parameter Td = 10. Tanggapan sistem yang diperoleh dengan nilai parameter

Td = 10 sangat jauh dari yang diinginkan, karena sistem selalu berosilasi. Dengan

menaikkan nilai parameter Td secara terus menerus, nilai Td optimal yang dapat

memperbaiki tanggapan sistem tidak diperoleh. Dengan penambahan parameter Td, dapat

dilihat bahwa respon sistem tidak bagus karena selalu berosilasi.

4.4 Pengujian Perangkat Lunak Beberapa hal perlu diperhatikan dalam membuat program, yaitu: resolusi yang

digunakan dalam melakukan konversi, range masukan dan keluaran MAD01, pengaturan

PT status control area ( PLC ke PT) dan PT status notify area (PT ke PLC), nomor

90

alamat masukan dan keluaran slot expansion yang terhubung pada PLC, menyamakan

memori yang digunakan PT dengan memori PLC, dan penggunaan expansion instruction.

ADC dan DAC yang terdapat pada MAD01 mempunyai resolusi 1/256 atau 8 bit. Akan

tetapi untuk DAC dengan range keluaran -10 volt sampai 10 volt mempunyai resolusi

1/512. PT status control area mengatur item-item yang akan dikendalikan dari PLC ke

PT, sedangkan PT status notify area mengatur item-item yang akan dikendalikan dari PT

ke PLC. Pengaturan kedua status akan membuat PLC dan PT dapat berkomunikasi

dengan baik. Alamat channel masukan dan channel keluaran perlu diperhatikan dalam

penggunaan MAD01. Alamat channel masukan dan keluaran MAD01 akan

menyesuaikan alamat channel masukan dan keluaran dari PLC yang digunakan.

Alamat memori untuk penyimpanan data perlu diperhatikan dalam menampilkan

data dari PLC atau memberikan data untuk PLC melalui PT. Agar data terbaca oleh PLC

maupun PT, maka alamat memori yang digunakan PLC maupun PT harus sama. Nomor

expantion slot perlu diperhatikan dalam penggunaan expansion instructions. Pengaturan

nomor expation slot dilakukan saat pembuatan program. Instruksi yang termasuk

expansion intruction antara lain: AVG(--) PID(--), dll. Seluruh data yang ditampilkan

pada pembahasan ini berupa snapshot saat program dijalankan.

4.4.1 Hasil Pengujian Listing Program ON/OFF

Tahap pertama dalam pembuatan program adalah pengaturan channel alamat

masukan untuk program ON-OFF. Program menggunakan internal relay 1 (IR 1) dengan

alamat 200.00 yang berfungsi sebagai pengunci dan keluaran alamat 10.03 sebagai

penanda keluarannya. Ketika tombol ON ditekan, maka IR 1 alamat 200.00 dan keluaran

PLC alamat 10.03 akan aktif. Dari Gambar 4-16, terlihat bahwa program dapat bekerja

91

dengan baik sesuai perancangan yang ditunjukkan dengan warna biru pada snapshot.

Gambar 4-16 menunjukkan snapshot listing program untuk tombol pengunci ON/OFF.

Gambar 4-16. Snapshot listing program tombol ON/OFF

4.4.2 Hasil Pengujian Listing Program untuk Scada.

Program dimulai ketika scada mengaktifkan HR0.00 yang berfungsi sebagai unit

number pada PLC yang digunakan. Internal relay 2 (IR 2) akan aktif ketika HR0.00

bernilai 1 (aktif). Dari Gambar 4-17, terlihat bahwa program dapat bekerja dengan baik

sesuai perancangan yang ditunjukkan dengan warna biru pada snapshot. Gambar 4-17

menunjukkan snapshot listing proram untuk SCADA.

Gambar 4-17. Snapshot listing program untuk SCADA

4.4.3 Hasil Pengujian Listing Program Keluaran Terminal Tegangan

Setelah internal relay 2 pada listing tombol ON/OFF aktif, keluaran alamat 10.00,

10.01 dan 10.02 akan mulai aktif. Terminal tegangan siap digunakan ketika ketiga alamat

keluaran tersebut aktif. Dari Gambar 4-18, terlihat bahwa program dapat bekerja dengan

baik sesuai perancangan yang ditunjukkan dengan warna biru pada snapshot. Gambar 4-

18 menunjukkan snapshot listing program keluaran terminal tegangan.

Gambar 4-18. Snapshot listing program untuk keluaran terminal tegangan

92

4.4.4 Hasil Pengujian Listing Program Kondisi Tiap terminal Tegangan ON

Syarat kondisi terminal tegangan aktif adalah internal relay 2 dan keluaran alamat

10.00 dalam kondisi aktif. Ketika kondisi tiap-tiap terminal tegangan aktif, maka memori

DM akan menyimpan data #FF dan #01 pada alamat yang telah ditentukan. Data #FF

untuk scada sebagai penanda bahwa terminal tegangan aktif dan data #01 untuk penanda

lamp pada PT. Dari Gambar 4-19, terlihat bahwa program dapat bekerja dengan baik


menunjukkan snapshot listing program untuk kondisi tiap terminal tegangan dalam

kondisi ON.

Gambar 4-19. Snapshot listing program untuk kondisi tiap terminal tegangan dalam

kondisi ON

93

Gambar 4-19 (lanjutan). Snapshot listing program untuk kondisi tiap terminal tegangan

dalam kondisi ON

4.4.5 Hasil Pengujian Listing Program Kondisi Terminal Tegangan OFF

Dari Gambar 4-20, terlihat bahwa program dapat bekerja dengan baik sesuai

perancangan yang ditunjukkan dengan warna biru pada snapshot. Ketika tiap-tiap

terminal tegangan tidak aktif, maka data #00 diberikan untuk SCADA dan PT. Data untuk

scada dan PT ditempatkan pada alamat memori yang berbeda. Gambar 4-20

menunjukkan snapshot listing program untuk kondisi tiap terminal tegangan dalam

kondisi OFF.

Gambar 4-20. Snapshot listing program untuk kondisi tiap terminal tegangan dalam

kondisi OFF

94

Gambar 4-20 (lanjutan). Snapshot listing program untuk kondisi tiap terminal tegangan

dalam kondisi OFF

4.4.6 Hasil Pengujian Listing Program Indikator Keluaran Buzzer

Buzzer digunakan sebagai penanda. Buzzer aktif apabila terjadi kerusakan pada

keluaran papan power supply. Empat channel keluaran PLC yang berfungsi mengaktifkan

buzzer diperlukan. Dari Gambar 4-21, terlihat bahwa program dapat bekerja dengan baik


menunjukkan snapshot listing program untuk mengaktifkan buzzer.

Gambar 4-21. Snapshot listing program untuk indikator keluaran pada buzzer

4.4.7 Hasil Pengujian Listing Program Inisialisasi PT

Pengaturan PT status control area dan PT status notify area dilakukan untuk

pemilihan item-item apa saja yang akan dikendalikan. Ketika IR 2 alamat 200.01 aktif,

maka ladder untuk inisialisai PT akan aktif. Gambar 4-22 menunjukkan snapshot listing

program inisialisasi PT. Dari Gambar 4-22, terlihat bahwa program dapat bekerja dengan

baik sesuai perancangan yang ditunjukkan dengan data ladder pada snapshot.

95

Gambar 4-22. Snapshot listing program inisialisasi PT

4.4.8 Hasil Pengujian Listing Program Masukan Set Point

Dari Gambar 4-23, terlihat bahwa program dapat bekerja dengan baik sesuai

perancangan yang ditunjukkan dengan data ladder pada snapshot. Nilai parameter set

point pada pengaturan parameter PID harus dalam bilangan biner. Untuk itu, diperlukan

program untuk mengkonversi nilai set point tersebut. Untuk pengujian nilai set point

diberikan sebesar 20 Bcd pada PT. Data yang terbaca pada DM 15 adalah 32 Bcd atau 20

heksa. Setelah melewati proses konversi data yang tersimpan pada alamat DM150 sebesar

&20 atau 20 Bcd. Gambar 4-23 menunjukkan snapshot listing program masukan set

point.

Gambar 4-23. Snapshot listing program untuk masukan set point

96

Gambar 4-23 (lanjutan). Snapshot listing program untuk masukan set point

4.2.9 Hasil Pengujian Listing Program Masukan Parameter Pb

Nilai parameter propotional bandwidth (Pb) dimasukkan melalui PT. Nilai Pb pada

pengaturan parameter PID harus dalam bilangan BCD. Untuk itu, diperlukan program

untuk mengkonversi nilai Pb tersebut. Gambar 4-24 menunjukkan snapshot listing

program masukan parameter Pb. Dari Gambar 4-24, terlihat bahwa program dapat bekerja

dengan baik sesuai perancangan yang ditunjukkan dengan data ladder pada snapshot.

Untuk pengujian nilai parameter Pb diberikan sebesar 170 Bcd pada PT. Data yang

terbaca pada DM 21 adalah 368 Bcd atau 170 heksa. Setelah melewati proses konversi

data yang tersimpan pada alamat DM152 sebesar &170 atau 20 Bcd.

Gambar 4-24. Snapshot listing program masukan parameter Pb

97

Gambar 4-24 (lanjutan). Snapshot listing program masukan parameter Pb

4.2.10 Hasil Pengujian Listing Program Masukan Parameter Ti

Nilai parameter integral time (Ti) dimasukkan melalui PT. Nilai parameter Ti pada

pengaturan parameter PID harus dalam bilangan BCD. Apabila parameter Ti tidak

digunakan, maka harus didisable dengan memberikan nilai 9999. Gambar 4-25

menunjukkan snapshot listing program masukan parameter Ti. Untuk pengujian nilai

parameter Ti diberikan sebesar 500Bcd pada PT. Data yang terbaca pada DM 50 adalah

1260 Bcd atau 500 heksa. Setelah melewati proses konversi data yang tersimpan pada

alamat DM154 sebesar &500 atau 500 Bcd. Dari Gambar 4-25, terlihat bahwa program

98

dapat bekerja dengan baik sesuai perancangan yang ditunjukkan dengan data ladder pada

snapshot.

Gambar 4-25. Snapshot listing program masukan parameter Ti

99

Gambar 4-25(lanjutan). Snapshot listing program masukan parameter Ti

4.2.11 Hasil Pengujian Listing Program Masukan Parameter Td

Nilai parameter devirative time (Td) dimasukkan melalui PT. Nilai parameter Td

pada pengaturan parameter PID harus dalam bilangan BCD. Apabila parameter Td tidak

digunakan, maka harus didisable dengan memberikan nilai 0000. Gambar 4-26

menunjukkan snapshot listing program masukan parameter Td. Untuk pengujian nilai

parameter Td diberikan sebesar 200 Bcd pada PT. Data yang terbaca pada DM 80 adalah

512 Bcd atau 200 heksa. Setelah melewati proses konversi, data yang tersimpan pada

alamat DM156 sebesar &200 atau 200 Bcd. Dari Gambar 4-26, terlihat bahwa program


snapshot.

100

Gambar 4-26. Snapshot listing program masukan parameter Td

101

Gambar 4-26 (lanjutan). Snapshot listing program masukan parameter Td.

4.2.12 Hasil Pengujian Listing Program Masukan Parameter Periode Sampling

Parameter periode sampling dimasukkan ketika pembuatan program. Periode

sampling yang dipilih adalah 0.1s, karena motor mempunyai respon yang sangat cepat.

Gambar 4-27 menunjukkan snapshot listing program masukan parameter periode

sampling. Untuk pengujian periode sampling yang diberikan sebesar 1 heksa (0,1s).

Setelah melewati proses konversi, data yang tersimpan pada alamat DM176 sebesar &1

atau 1 Bcd. Dari Gambar 4-27, terlihat bahwa program dapat bekerja dengan baik sesuai

perancangan yang ditunjukkan dengan data ladder pada snapshot..

Gambar 4-27. Snapshot listing program masukan parameter periode sampling

102

Gambar 4-27 (lanjutan). Snapshot listing program masukan parameter periode sampling

4.4.12 Hasil Pengujian Listing Program Masukan Parameter Operation Specifier dan Masukan Filter Coeffisient

Pengaturan parameter operation specifier dan masukan filter coeffisient dimasukkan

ketika pembuatan program. Untuk operation specifier ditetapkan menggunakan operasi

normal dan untuk masukan filter coeffisient ditetapkan pengaturan standar, yaitu 000.

Gambar 4-28 menunjukkan snapshot listing program masukan parameter operation

103

specifier dan masukan filter coeffisient. Untuk pengujian masukan parameter operation

specifier dan masukan filter coeffisient diberikan sebesar 0001 heksa. Digit 0 diberi nilai 1

yang digunakan untuk parameter operation specifier. Digit 2 dan 4 diberi nilai 000yang

digunakan untuk parameter filter coeffisient. Setelah melewati proses konversi, data yang

tersimpan pada alamat DM420 sebesar &1 atau 1 Bcd. Dari Gambar 4-28, terlihat bahwa

program dapat bekerja dengan baik sesuai perancangan yang ditunjukkan dengan data

ladder pada snapshot..

Gambar 4-28. Snapshot listing program masukan parameter operation specifier dan

masukan filter coeffisient

104

Gambar 4-28 (lanjutan). Snapshot listing program masukan parameter operation specifier

dan masukan filter coeffisient

4.2.14 Hasil Pengujian Listing Program Masukan Parameter Range Keluaran dan Range Masukan

Pengaturan parameter range keluaran dan range masukan diberikan ketika

pembuatan program. Untuk range keluaran ditetapkan pengaturan 00 dan untuk range

masukan ditetapkan pengaturan 00 juga. Dengan pengaturan parameter range keluaran

dan range masukan sebesar 0000, maka banyaknya bit dari data masukan dan keluaran

yang dipilih adalah 8 bit.Gambar 4-29 menunjukkan snapshot listing program masukan

parameter range keluaran dan range masukan. Dari Gambar 4-29, terlihat bahwa program


snapshot..

Gambar 4-29. Snapshot listing program masukan parameter range keluaran dan range

masukan

105

Gambar 4-29 (lanjutan). Snapshot listing program masukan parameter range keluaran dan

range masukan

4.2.15 Hasil Pengujian Listing Program Masukan First Parameter (P1)

Langkah selanjutnya adalah memindah semua isi parameter PID yang telah

ditentukan, ke dalam alamat memori yang ditentukan untuk pengaturan first parameter.

Alamat yang ditentukan adalah 220+6. Gambar 4-30 menunjukkan snapshot listing

program masukan first parameter. Dari Gambar 4-30, terlihat bahwa program dapat

bekerja dengan baik sesuai perancangan yang ditunjukkan dengan data ladder pada

snapshot.

106

Gambar 4-30. Snapshot listing program masukan first parameter (P1)

4.2.16 Hasil Pengujian Listing Program Pembacaan MAD01 dan Penyimpanannya

Inisialisasi MAD01 dilakukan untuk memilih range tegangan masukan dan range

tegangan keluaran serta nomor slot expansion. Karena range tegangan masukan dan

keluaran yang diinginkan adalah 0V-10V, maka kode set range yang dipilih #FF00.

Gambar 4-31 menunjukkan snapshot listing program untuk inisialisasi MAD01.

107

Data masukan MAD01 dibaca melalui channel 1. Kecepatan motor maksimum

adalah ±51 Rpm, sedangkan data masukan maksimum pada MAD01 adalah 256, maka

data MAD01 dibagi dengan 5 untuk mendapatkan kecepatan motor sebenarnya. Karena

nilai kecepatan motor sulit dibaca (berubah-ubah), maka hasil pembagian dicari nilai rata-

ratanya setelah 32 cycle. Binary to BCD digunakan untuk mengkonversi nilai hasil rata-

rata agar dapat ditampilkan dalam bentuk BCD. Nilai inilah yang akan digunakan sebagai

input word pada ladder PID. Dari Gambar 4-31, terlihat bahwa program dapat bekerja

dengan baik sesuai perancangan yang ditunjukkan dengan data ladder pada snapshot.

Gambar 4-31. Snapshot listing program untuk pembacaan MAD01 dan penyimpanan

108

4.2.17 Hasil Pengujian Listing Program PID

Setelah semua nilai parameter diberikan, maka kontrol PID dapat digunakan. Untuk

mengaktifkan ladder PID, LR0.00 harus dalam kondisi aktif (bernilai 1). Gambar 4-32

menunjukkan snapshot listing program PID. Dari Gambar 4-32, terlihat bahwa program

dapat bekerja dengan baik sesuai perancangan.

Gambar 4-32. Snapshot listing program PID

4.2.18 Hasil Pengujian Listing Program Keluaran MAD01

Hasil perhitungan PID akan diubah ke tegangan melalui MAD01. Alamat channel

keluaran yang digunakan adalah channel 11. Gambar 4-33 menunjukkan snapshot listing

program keluaran MAD01. Dari Gambar 4-33, terlihat bahwa program dapat bekerja

dengan baik sesuai perancangan.

Gambar 4-33. Snapshot listing program keluaran MAD01

4.2.19 Hasil Pengujian Listing Program Hapus Memori DM

Sedangkan apabila proses sudah selesai maka scada akan menghapus alamat DM

tertentu. Hal ini dilakukan agar nilai terakhir tidak tersimpan pada memori DM, karena

memori DM bersifat volatile yang dapat terbaca oleh scada meskipun alat tidak bekerja.

109

Memori DM pada Gambar 4-34 akan terhapus ketida scada mengaktifkan HR2.00.

Gambar 4-34 menunjukkan snapshot listing program hapus alamat DM. Dari Gambar 4-

34, terlihat bahwa program dapat bekerja dengan baik sesuai perancangan yang

ditunjukkan dengan data ladder pada snapshot.

Gambar 4-34. Snapshot listing program hapus alamat DM

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

Berdasarkan analisa dan pengujian penulis dapat menyimpulkan hal-hal

berikut:

a. Perangkat keras dapat bekerja dengan baik.

b. Programmable terminal (PT) NT30C dapat menampilkan data keadaan terminal

tegangan dan grafik kecepatan motor dengan baik, sekaligus memberikan data

ke PLC dengan baik karena tidak ada kesalahan pengiriman data.

c. Nilai penalaan parameter yang direkomendasikan untuk kecepatan motor adalah

Pb = 170, karena respon sistem yang dihasilkan cukup baik dan dapat

mengoreksi kesalahan dengan cukup signifikan.

d. Program yang dibuat dapat berjalan dengan baik karena tidak ada kesalahan saat

pengiriman atau pembacaan data saat proses dilakukan.

5.2 Saran

Untuk pengembangan alat lebih lanjut, penulis menyarankan hal-hal berikut:

a. Menggunakan metode penalaan PID yang lainnya, sehingga dapat diketahui

respon sistem yang paling baik.

b. Pengembangan kontol PID pada PLC CPM2A untuk aplikasi yang lain.

110

DAFTAR PUSTAKA

[1] www.mti.ugm.ac.id/adji/courses/resources/project/Busino/Selo/POSTER

fina.doc (diakses tanggal 18 juni 2008)

[2] Lukas, Michael P. Distributed Control System . Van Nostrand Reinhold

Company, Newyork, 1986.

[3] http://digilib.petra.ac.id/ads-cgi/viewer.pl/jiunkpe/s1/elkt/2002/jiunkpe-ns-

s1-2002-23494099-223-motor-chapter2.pdf (diakses tanggal 29 mei

2008).

[4] http://joaldera.blogspot.com/feeds/posts/default (diakses tanggal 12 mei

2008).

[5] Stanley, William D., 1994, “Operational Amplifier With Linier Integrated

Circuits”, Old Dominion University.

[6] Boylestad, R.,. Nashelsky L., 1995, “Electronic Device and Circuit

Theory” , Printice Hall, New jersey.

[7] Driscoll, 1990, Penguat operasional (Operational Amplifier), Prentice Hall

, Inc : New York.

[8] http://www.electroniclab.com/index.php?action=html&fid=59 (diakses

tanggal 29 mei 2008).

[9] www.norture.com/dl_view.php?file=documents/Kendali (diakses tanggal

29 mei 2008).

http://www.mti.ugm.ac.id/adji/courses/resources/project/Busino/Selo/POSTER

http://digilib.petra.ac.id/ads-cgi/viewer.pl/jiunkpe/s1/elkt/2002/jiunkpe-ns-s1-2002-23494099-223-motor-chapter2.pdf

http://digilib.petra.ac.id/ads-cgi/viewer.pl/jiunkpe/s1/elkt/2002/jiunkpe-ns-s1-2002-23494099-223-motor-chapter2.pdf

http://joaldera.blogspot.com/feeds/posts/default

http://www.electroniclab.com/index.php?action=html&fid=59

http://www.norture.com/dl_view.php?file=documents/Kendali

[10] Ogata, K., 1997. teknik Kontrol Automatik 1, Penerbit Erlangga.

[11] …., 2001. Sysmac Programmable Controllers CPM1 /CPM1A /CPM2A

/CPM2C /SRM1(-V2) Programming Manual, OMRON.

[12] Suhendar, “programmable Logic Controller”, yogyakarta : penerbit graha

ilmu, 2005.

[13] …., 2001. NT30/30C Programmable Terminal Operation Manual,

OMRON.

[14] Hackworth, john R., Hackworth, frederick D., Programmable Logic

Controller: Programming Methods and Applications.

L2

Foto perangkat keras hasil perancangan

L3

Gambar 1. Rangkaian penyearah presisi , buffer, dan driver motor dc

R11

1k

J4

12V

12

J6

col

1D4

DIODE

+

-

U8

LF356

3

26

7 14 5

D3

DIODE

+

-

U7

LF356

3

26

7 14 5

Q12N1613

3

2

1

R9

20k

R8

20k

R7

10k

R4

20k

J1

segitiga

12

+

-

U10

LM741

3

26

7 14 5

R10

20k

J2

supply

123

J8

emiter

1

+

-

U9

LM741

3

26

7 14 5

J3

mad

12

J5

mdc

12

J7

bass1

D5

DIODE

Gambar 2. Rangkaian frequency to voltage converter , penguat non-inverting, dan buffer

+

-

U4

LM741

3

26

7 14 5

J4suply opAM

1 2

U1

LM2917/DIP14

1

23

4

5

912

1011

81

23

4

5

912

1011

8

C1

10n

R522k

1 3

2

C410u

R2

100k

+

-

U3

LM741

3

26

7 14 5

C2

0.1u

R6

330 R710k

1 3

2

+

-

U2

LM741

3

26

7 14 5

J3

MAD01

12

R1

10K

J2

supply

12

C31u

R3

10kR4470

J1

siny al IN

12

L4

Gambar 3. Rangkaian antarmuka terminal tegangan

00

0324V

12V M

power

RELAY SPST

43

12

-12V

RELAY SPST

43

12

supply06

com

RELAY SPST

43

12

RELAY DPST

43

65

12

com

RELAY SPST

43

12

-12V07

01

02

input PLC

00

power05

12V M

02

01

com

04

220V

09

supply

04

power

supply

10

12V

RELAY DPST

43

65

12

03

com

jala

supply

com

com

11

220V

jala

power

12V

08

Gambar 4. Rangkaian buzzer untuk terminal tegangan.

LS3

BUZZER

1

2

0503 04

DS2

LAMP

12

06

DS3

LAMP

12

output plc

com

DS4

LAMP

12

0201

DS1

LAMP

12

07

LS1

BUZZER

1

2

com comcom

LS2

BUZZER

1

2

00

LS4

BUZZER

1

2

com

BT1

BATTERY

12

comcom com

L5

Tabel 1. Data sensor kecepatan

No Tegangan motor (V) Keluaran sensor kecepatan Frekuensi (Hz)

1 2.5

2.13

2 3

2.89

3 3.5

4.81

4 4

5.43

5 4.5

6.09

L6

Tabel 1 (lanjutan). Data sensor kecepatan


1 5

7.03

2 5.5

8.59

3 6

9.61

4 6.5

10.39

5 7

10.83

L7



1 7.5

12.49

2 8

13.01

3 8.5

14.22

4 9

15.7

5 9.5

16.3

L8



6 10

17,94

7 10.5

18,62

8 11

19,45

9 11.5

20,12

10 12

21.20

L9

Tabel 2. Hasil pengujian frequency to voltage converter dengan frekuensi bervariasi

V_out (Volt)

No

F_in (Hz)

Pengukuran Perhitungan Teoritis

Error %

1 1 0,017 0,0135 25,9

2 1.5 0,025 0,02025 23,45

3 2 0,032 0,027 18,5

4 2.5 0,04 0,03375 18,51

5 3 0,049 0,0405 12,34

6 3,5 0,053 0,04725 12,16

7 4 0,061 0,054 12,9

8 4,5 0,065 0,06075 6,99

9 5 0,070 0,0675 3,7

10 5,5 0,072 0,07425 3,03

11 6 0,083 0,08 3,75

12 6,5 0,089 0,08775 1,42

13 7 0,093 0,0945 1,58

14 7,5 0,103 0,10125 1,7

15 8 0,11 0,108 1,85

16 8,5 0,115 0,11475 0,217

17 9 0,121 0,1215 0,411

18 9,5 0,1277 0,1882 0,428

19 10 0,136 0,135 0,740

20 10,5 0,142 0,14175 0,176

21 11 0,149 0,1485 0,336

22 11,5 0,156 0,15525 0,483

23 12 0,161 0,162 0,617

24 12,5 0,169 0,16875 0,148

25 13 0,176 0,1755 0,285

26 13,5 0,183 0,18225 0,411

L10

Tabel 2 (lanjutan). Hasil pengujian frequency to voltage converter dengan frekuensi bervariasi

V out (Volt)

No

Fin (Hz) Pengukuran

Perhitungan

Teoritis

Error (%)

27 14 0,19 0,189 0,529

28 14,5 0,194 0,19575 0,493

29 15 0,204 0,2025 0,740

30 15,5 0,210 0,20925 0,358

31 16 0,217 0,216 0,462

32 16,5 0,222 0,22275 0,336

33 17 0,228 0,2293 0,566

34 17,5 0,237 0,23625 0,317

35 18 0,242 0,243 0,411

36 18,5 0,248 0,24975 0,7

37 19 0,255 0,2565 0,584

38 19,5 0,262 0,26325 0,455

39 20 0,271 0,27 0,37

40 20,5 0,278 0,27675 0,451

41 21 0,284 0,2835 0,176

42 21,5 0,290 0,29025 0,086

Mean 3,787

L11

Table 3. Hasil pengujian terminal tegangan

Power Supply

Terminal Tegangan NO

12V (M)

12V 220V -12V 12V(M) 12V 220V -12V

Output 10.00

1 Aktif Aktif Aktif Aktif Aktif Aktif Aktif Aktif Aktif 2 T.aktif Aktif Aktif Aktif T.aktif Aktif Aktif Aktif Aktif 3 Aktif T.aktif Aktif Aktif Aktif T.aktif Aktif Aktif Aktif 4 Aktif Aktif T.aktif Aktif Aktif Aktif T.aktif Aktif Aktif 5 Aktif Aktif Aktif T.aktif Aktif Aktif Aktif T.aktif Aktif 6 T.aktif T.aktif T.aktif T.aktif T.aktif T.aktif T.aktif T.aktif T.aktif

Table 4. Hasil pengujian buzzer

Kondisi

Alamat Keluaran PLC

No

Alamat

PLC

Aktif

Tidak

10.04

(12V)

10.05

(12V)

10.06

(220V)

10.07

(-12V)

1 0.02 × √ Bunyi Tidak Tidak Tidak

2 0.03 × √ Tidak Bunyi Tidak Tidak

3 0.04 × √ Tidak Tidak Bunyi Tidak

4 0.05 × √ Tidak Tidak Tidak Bunyi

L12

Tabel 5. Hasil pengujian sensor dan PT dengan plant

Frekuensi sensor (Hz) Kecepatan motor (Rpm) No Tegangan (V)

Osiloskop /Cacah PT NT30C Tacho

Error (%)

1 12 21.07 0.8428 51 50,8 0,393

2 11.5 20.25 0.81 49 49,2 0,406

3 11 19.33 0.7732 47 47,1 0,212

4 10.5 18.87 0.7548 45 44,8 0,446

5 10 17.85 0.714 42 42,2 0,473

6 9.5 16.59 0.6636 39 38,9 0,257

7 9 15.49 0.6196 37 36,9 0,271

8 8.5 14.16 0.5664 34 34,2 0,584

9 8 13.61 0.5444 32 32,3 0,928

10 7.5 12.16 0.4864 30 29,6 1,351

11 7 11.42 0.4568 28 28,2 1,06

12 6.5 10.46 0.4184 24 23,6 1,69

13 6 9.302 0.3720 22 21,7 1,382

14 5.5 8.293 0.3317 20 20,3 1,477

15 5 7.032 0.2812 18 17,6 2,72

16 4.5 6.058 0.2423 14 14,3 2,09

17 4 5.319 0.2127 12 12,6 4,76

18 3.5 4.173 0.1669 10 9,5 5,26

19 3 2.990 0.1196 8 7,6 6,666

20 2.5 2.287 0.0914 5 4,8 8,695

Mean 2,056

L13

Tabel 6. Hasil pengujian sensor dan frequency to voltage converter dengan plant

Frekuensi sensor (Hz) Vout penguatan (V) No Tegangan (V)

Osiloskop /Cacah Ukur Hitung

Error (%)

1 12 21,07 0,8428 10,20 10,18 0,196

2 11.5 20,25 0,81 9,70 9,658 0,434

3 11 19,33 0,7732 9,3 9,219 0,878

4 10.5 18,87 0,7548 9,08 9 0,88

5 10 17,85 0,714 8,46 8,513 0,622

6 9.5 16,59 0,6636 8,0 7,921 0,997

7 9 15,49 0,6196 7,46 7.388 0,974

8 8.5 14,16 0,5664 6,71 6,753 0,636

9 8 13,61 0,5444 6,394 6,491 1,49

10 7.5 12,16 0,4864 5,9 5,799 1,74

11 7 11,42 0,4568 5,44 5,446 0,844

12 6.5 10,46 0,4184 4,9 4,988 1,76

13 6 9,302 0,3720 4,39 4,436 1,03

14 5.5 8,293 0,3317 4,04 3,955 2,14

15 5 7,032 0,2812 3,420 3,353 1,99

16 4.5 6,058 0,2423 3,096 2,889 5,57

17 4 5,319 0,2127 2,670 2,536 5,018

18 3.5 4,173 0,1669 2,115 1,990 5,91

19 3 2,990 0,1196 1,542 1,426 8,13

20 2.5 2,287 0,0914 0,986 1,090 9,54

Mean 2,538

L14

Data Tanggapan Sistem Tanpa Beban

Tabel 7. Data tanggapan sistem untuk nilai Pb yang berubah

No Pb Ti Td Gambar grafik Gambar grafik (lanjutan)

1 250 9999 0000

2 200 9999 0000

3 170 9999 0000

L15

Tabel 7 (lanjutan). Data tanggapan sistem untuk nilai Pb yang berubah


4 150 9999 0000

5 100 9999 0000

L16

Tabel 8. Data tanggapan sistem untuk nilai Pb = 170 dan nilai Ti yang berubah


1 170 200 0000

2 170 100 0000

3 170 40 0000

L17

Tabel 8 (lanjutan). Data tanggapan sistem untuk nilai Pb = 170 dan nilai Ti yang berubah.


4 170 30 0000

5 170 20 0000

6 170 10 0000

7 170 5 0000

L18

Tabel 9. Data tanggapan sistem untuk nilai Pb = 170 , Ti = 5 dan nilai Td yang berubah.

No Pb Ti Td Gambar grafik

1 170 5 10

2 170 5 50

3 170 5 100

4 170 5 200

L19

Tabel 9 (lanjutan). Data tanggapan sistem untuk nilai Pb = 170 , Ti = 5 dan nilai Td yang berubah.


1 170 5 400

2 170 5 500

3 170 5 600

4 170 5 700

L20

Data Tanggapan Sistem dengan Beban

Tabel 10. Data tanggapan sistem untuk nilai Pb yang berubah


1 300 9999 0000

2 250 9999 0000

3 200 9999 0000

4 180 9999 0000

L21

Tabel 10 (lanjutan). Data tanggapan sistem untuk nilai Pb yang berubah


1 160 9999 0000

2 150 9999 0000

3 100 9999 0000

L22

Tabel 11. Data tanggapan sistem untuk nilai Pb = 150 dan nilai Ti yang berubah


1 150 800 0000

2 150 400 0000

3 150 200 0000

4 150 100 0000

L23

Tabel 11 (lanjutan). Data tanggapan sistem untuk nilai Pb = 150 dan nilai Ti yang

berubah


1 150 50 0000

2 150 10 0000

3 150 5 0000

L24

Tabel 12. Data tanggapan sistem untuk nilai Pb = 150 , Ti = 10 dan nilai Td yang berubah.


1 150 10 10

2 150 10 20

3 150 10 40

4 150 10 60

L25

Tabel 12 (lanjutan). Data tanggapan sistem untuk nilai Pb = 150 , Ti = 10 dan nilai Td yang berubah.


1 150 10 100

2 150 10 200

3 150 10 400

4 150 10 600

L26

Pengaturan table pada programmable terminal (PT) NT30C.

LISTING PROGRAM

TL/H/7942

LM

2907/LM

2917

Fre

quency

toV

olta

ge

Converte

r

February 1995

LM2907/LM2917 Frequency to Voltage Converter

General DescriptionThe LM2907, LM2917 series are monolithic frequency to

voltage converters with a high gain op amp/comparator de-

signed to operate a relay, lamp, or other load when the input

frequency reaches or exceeds a selected rate. The tachom-

eter uses a charge pump technique and offers frequency

doubling for low ripple, full input protection in two versions

(LM2907-8, LM2917-8) and its output swings to ground for a

zero frequency input.

AdvantagesY Output swings to ground for zero frequency inputY Easy to use; VOUT e fIN c VCC c R1 c C1Y Only one RC network provides frequency doublingY Zener regulator on chip allows accurate and stable fre-

quency to voltage or current conversion (LM2917)

FeaturesY Ground referenced tachometer input interfaces directly

with variable reluctance magnetic pickupsY Op amp/comparator has floating transistor outputY 50 mA sink or source to operate relays, solenoids, me-

ters, or LEDs

Y Frequency doubling for low rippleY Tachometer has built-in hysteresis with either differen-

tial input or ground referenced inputY Built-in zener on LM2917Y g0.3% linearity typicalY Ground referenced tachometer is fully protected from

damage due to swings above VCC and below ground

ApplicationsY Over/under speed sensingY Frequency to voltage conversion (tachometer)Y SpeedometersY Breaker point dwell metersY Hand-held tachometerY Speed governorsY Cruise controlY Automotive door lock controlY Clutch controlY Horn controlY Touch or sound switches

Block and Connection Diagrams Dual-In-Line and Small Outline Packages, Top Views

TL/H/7942–1

Order Number LM2907M-8 or LM2907N-8

See NS Package Number M08A or N08E

TL/H/7942–2

Order Number LM2917M-8 or LM2917N-8

See NS Package Number M08A or N08E

TL/H/7942–3

Order Number LM2907N

See NS Package Number N14A

TL/H/7942–4

Order Number LM2917M or LM2917N

See NS Package Number M14A or N14A

C1995 National Semiconductor Corporation RRD-B30M115/Printed in U. S. A.

Absolute Maximum Ratings (Note 1)

If Military/Aerospace specified devices are required,

please contact the National Semiconductor Sales

Office/Distributors for availability and specifications.

Supply Voltage 28V

Supply Current (Zener Options) 25 mA

Collector Voltage 28V

Differential Input Voltage

Tachometer 28V

Op Amp/Comparator 28V

Input Voltage Range

Tachometer LM2907-8, LM2917-8 g28V

LM2907, LM2917 0.0V to a28V

Op Amp/Comparator 0.0V to a28V

Power Dissipation

LM2907-8, LM2917-8 1200 mW

LM2907-14, LM2917-14 1580 mW

(See Note 1)

Operating Temperature Range b40§C to a85§CStorage Temperature Range b65§C to a150§CSoldering Information

Dual-In-Line Package

Soldering (10 seconds) 260§CSmall Outline Package

Vapor Phase (60 seconds) 215§CInfrared (15 seconds) 220§C

See AN-450 ‘‘Surface Mounting Methods and Their Effect

on Product Reliability’’ for other methods of soldering sur-

face mount devices.

Electrical Characteristics VCC e 12 VDC, TA e 25§C, see test circuit

Symbol Parameter Conditions Min Typ Max Units

TACHOMETER

Input Thresholds VIN e 250 mVp-p @ 1 kHz (Note 2) g10 g25 g40 mV

Hysteresis VIN e 250 mVp-p @ 1 kHz (Note 2) 30 mV

Offset Voltage VIN e 250 mVp-p @ 1 kHz (Note 2)

LM2907/LM2917 3.5 10 mV

LM2907-8/LM2917-8 5 15 mV

Input Bias Current VIN e g50 mVDC 0.1 1 mA

VOH Pin 2 VIN e a125 mVDC (Note 3) 8.3 V

VOL Pin 2 VIN e b125 mVDC (Note 3) 2.3 V

I2, I3 Output Current V2 e V3 e 6.0V (Note 4) 140 180 240 mA

I3 Leakage Current I2 e 0, V3 e 0 0.1 mA

K Gain Constant (Note 3) 0.9 1.0 1.1

Linearity fIN e 1 kHz, 5 kHz, 10 kHz (Note 5) b1.0 0.3 a1.0 %

OP/AMP COMPARATOR

VOS VIN e 6.0V 3 10 mV

IBIAS VIN e 6.0V 50 500 nA

Input Common-Mode Voltage 0 VCCb1.5V V

Voltage Gain 200 V/mV

Output Sink Current VC e 1.0 40 50 mA

Output Source Current VE e VCC b2.0 10 mA

Saturation Voltage ISINK e 5 mA 0.1 0.5 V

ISINK e 20 mA 1.0 V

ISINK e 50 mA 1.0 1.5 V

2

Electrical Characteristics VCC e 12 VDC, TA e 25§C, see test circuit (Continued)

Symbol Parameter Conditions Min Typ Max Units

ZENER REGULATOR

Regulator Voltage RDROP e 470X 7.56 V

Series Resistance 10.5 15 X

Temperature Stability a1 mV/§C

TOTAL SUPPLY CURRENT 3.8 6 mA

Note 1: For operation in ambient temperatures above 25§C, the device must be derated based on a 150§C maximum junction temperature and a thermal resistance

of 101§C/W junction to ambient for LM2907-8 and LM2917-8, and 79§C/W junction to ambient for LM2907-14 and LM2917-14.

Note 2: Hysteresis is the sum aVTH b (bVTH), offset voltage is their difference. See test circuit.

Note 3: VOH is equal to */4 c VCC b 1 VBE, VOL is equal to (/4 c VCC b 1 VBE therefore VOH b VOL e VCC/2. The difference, VOH b VOL, and the mirror gain,

I2/I3, are the two factors that cause the tachometer gain constant to vary from 1.0.

Note 4: Be sure when choosing the time constant R1 c C1 that R1 is such that the maximum anticipated output voltage at pin 3 can be reached with I3 c R1. The

maximum value for R1 is limited by the output resistance of pin 3 which is greater than 10 MX typically.

Note 5: Nonlinearity is defined as the deviation of VOUT (@ pin 3) for fIN e 5 kHz from a straight line defined by the VOUT @ 1 kHz and VOUT @ 10 kHz.

C1 e 1000 pF, R1 e 68k and C2 e 0.22 mFd.

General Description (Continued)

The op amp/comparator is fully compatible with the ta-

chometer and has a floating transistor as its output. This

feature allows either a ground or supply referred load of up

to 50 mA. The collector may be taken above VCC up to a

maximum VCE of 28V.

The two basic configurations offered include an 8-pin device

with a ground referenced tachometer input and an internal

connection between the tachometer output and the op amp

non-inverting input. This version is well suited for single

speed or frequency switching or fully buffered frequency to

voltage conversion applications.

The more versatile configurations provide differential ta-

chometer input and uncommitted op amp inputs. With this

version the tachometer input may be floated and the op

amp becomes suitable for active filter conditioning of the

tachometer output.

Both of these configurations are available with an active

shunt regulator connected across the power leads. The reg-

ulator clamps the supply such that stable frequency to volt-

age and frequency to current operations are possible with

any supply voltage and a suitable resistor.

Test Circuit and Waveform

TL/H/7942–6

Tachometer Input Threshold Measurement

TL/H/7942–7

3

Typical Performance Characteristics

Total Supply Current Temperature

Zener Voltage vs

Output vs Temperature

Normalized Tachometer

Output vs Temperature

Normalized Tachometer

and I3 vs Supply Voltage

Tachometer Currents I2and I3 vs Temperature

Tachometer Currents I2

vs Temperature

Tachometer Linearity

vs Temperature

Tachometer Linearity

Tachometer Linearity vs R1

vs Temperature

Tachometer Input Hysteresis

Characteristics

Op Amp Output Transistor

Characteristics

Op Amp Output Transistor

TL/H/7942–5

4

Applications InformationThe LM2907 series of tachometer circuits is designed for

minimum external part count applications and maximum ver-

satility. In order to fully exploit its features and advantages

let’s examine its theory of operation. The first stage of oper-

ation is a differential amplifier driving a positive feedback

flip-flop circuit. The input threshold voltage is the amount of

differential input voltage at which the output of this stage

changes state. Two options (LM2907-8, LM2917-8) have

one input internally grounded so that an input signal must

swing above and below ground and exceed the input

thresholds to produce an output. This is offered specifically

for magnetic variable reluctance pickups which typically pro-

vide a single-ended ac output. This single input is also fully

protected against voltage swings to g28V, which are easily

attained with these types of pickups.

The differential input options (LM2907, LM2917) give the

user the option of setting his own input switching level and

still have the hysteresis around that level for excellent noise

rejection in any application. Of course in order to allow the

inputs to attain common-mode voltages above ground, input

protection is removed and neither input should be taken

outside the limits of the supply voltage being used. It is very

important that an input not go below ground without some

resistance in its lead to limit the current that will then flow in

the epi-substrate diode.

Following the input stage is the charge pump where the

input frequency is converted to a dc voltage. To do this

requires one timing capacitor, one output resistor, and an

integrating or filter capacitor. When the input stage changes

state (due to a suitable zero crossing or differential voltage

on the input) the timing capacitor is either charged or dis-

charged linearly between two voltages whose difference is

VCC/2. Then in one half cycle of the input frequency or a

time equal to 1/2 fIN the change in charge on the timing

capacitor is equal to VCC/2 c C1. The average amount of

current pumped into or out of the capacitor then is:

DQ

Te ic(AVG) e C1 c

VCC

2c (2fIN) e VCC c fIN c C1

The output circuit mirrors this current very accurately into

the load resistor R1, connected to ground, such that if the

pulses of current are integrated with a filter capacitor, then

VO e ic c R1, and the total conversion equation becomes:

VO e VCC c fIN c C1 c R1 c K

Where K is the gain constantÐtypically 1.0.

The size of C2 is dependent only on the amount of ripple

voltage allowable and the required response time.

CHOOSING R1 AND C1

There are some limitations on the choice of R1 and C1

which should be considered for optimum performance. The

timing capacitor also provides internal compensation for the

charge pump and should be kept larger than 500 pF for very

accurate operation. Smaller values can cause an error cur-

rent on R1, especially at low temperatures. Several consid-

erations must be met when choosing R1. The output current

at pin 3 is internally fixed and therefore VO/R1 must be less

than or equal to this value. If R1 is too large, it can become

a significant fraction of the output impedance at pin 3 which

degrades linearity. Also output ripple voltage must be con-

sidered and the size of C2 is affected by R1. An expression

that describes the ripple content on pin 3 for a single R1C2

combination is:

VRIPPLE e

VCC

2c

C1

C2c #1 b

VCC c fIN c C1

I2 J pk-pk

It appears R1 can be chosen independent of ripple, howev-

er response time, or the time it takes VOUT to stabilize at a

new voltage increases as the size of C2 increases, so a

compromise between ripple, response time, and linearity

must be chosen carefully.

As a final consideration, the maximum attainable input fre-

quency is determined by VCC, C1 and I2:

fMAX e

I2

C1 c VCC

USING ZENER REGULATED OPTIONS (LM2917)

For those applications where an output voltage or current

must be obtained independent of supply voltage variations,

the LM2917 is offered. The most important consideration in

choosing a dropping resistor from the unregulated supply to

the device is that the tachometer and op amp circuitry alone

require about 3 mA at the voltage level provided by the

zener. At low supply voltages there must be some current

flowing in the resistor above the 3 mA circuit current to op-

erate the regulator. As an example, if the raw supply varies

from 9V to 16V, a resistance of 470X will minimize the ze-

ner voltage variation to 160 mV. If the resistance goes un-

der 400X or over 600X the zener variation quickly rises

above 200 mV for the same input variation.

Typical Applications

Minimum Component Tachometer

TL/H/7942–8

5

Typical Applications (Continued)

‘‘Speed Switch’’ Load is Energized When fIN t

1

2RC

TL/H/7942–9

Zener Regulated Frequency to Voltage Converter

TL/H/7942–10

Breaker Point Dwell Meter

TL/H/7942–11

6


Voltage Driven Meter Indicating Engine RPM

VO e 6V @ 400 Hz or 6000 ERPM (8 Cylinder Engine)

TL/H/7942–12

Current Driven Meter Indicating Engine RPM

IO e 10 mA @ 300 Hz or 6000 ERPM (6 Cylinder Engine)

TL/H/7942–13

Capacitance Meter

VOUT e 1V–10V for CX e 0.01 to 0.1 mFd

(R e 111k)

TL/H/7942–14

7


Two-Wire Remote Speed Switch

TL/H/7942–15

100 Cycle Delay Switch

V3 steps up in voltage by the amountVCC c C1

C2

for each complete input cycle (2 zero crossings)TL/H/7942–16

Example:

If C2 e 200 C1 after 100 consecutive input cycles.

V3 e 1/2 VCC

8


Variable Reluctance Magnetic Pickup Buffer CircuitsPrecision two-shot output frequency

equals twice input frequency.

Pulse width e

VCC

2

C1

I2.

Pulse height e VZENER

TL/H/7942–39TL/H/7942–17

Finger Touch or Contact Switch

TL/H/7942–18

TL/H/7942–19

Flashing LED Indicates Overspeed

Flashing begins when fIN t 100 Hz.

Flash rate increases with input frequency

increase beyond trip point.

TL/H/7942–20

9


Frequency to Voltage Converter with 2 Pole Butterworth Filter to Reduce Ripple

fPOLE e

0.707

2qRC

uRESPONSE e

2.57

2qfPOLE

TL/H/7942–21

Overspeed Latch

TL/H/7942–22

Output latches when TL/H/7942–23

fIN e

R2

R1 a R2

1

RC

Reset by removing VCC.

10


Some Frequency Switch Applications May Require Hysteresis in the

Comparator Function Which can be Implemented in Several Ways:

TL/H/7942–24

TL/H/7942–25 TL/H/7942–26

TL/H/7942–27 TL/H/7942–28

11


Changing the Output Voltage for an Input Frequency of Zero

TL/H/7942–29

TL/H/7942–30

Changing Tachometer Gain Curve or Clamping the Minimum Output Voltage

TL/H/7942–31

TL/H/7942–32

12

Anti-Skid Circuit Functions

‘‘Select-Low’’ Circuit

TL/H/7942–33

TL/H/7942–34

VOUT is proportional to the lower of the

two input wheel speeds.

‘‘Select-High’’ Circuit

TL/H/7942–35

TL/H/7942–36

VOUT is proportional to the higher of

the two input wheel speeds.

‘‘Select-Average’’ Circuit

TL/H/7942–37

13

Equivalent Schematic Diagram

TL/H

/7942–38

*This

connection

made

on

LM

2907-8

and

LM

2917-8

only

.

**This

connection

made

on

LM

2917

and

LM

2917-8

only

.

14

Physical Dimensions inches (millimeters)

8-Lead (0.150× Wide) Molded Small Outline Package, JEDEC

Order Number LM2907M-8 or LM2917M-8

NS Package Number M08A

16

Physical Dimensions inches (millimeters) (Continued)

Molded SO Package (M)

Order Number LM2917M


Molded Dual-In-Line Package (N)

Order Number LM2907N-8 or LM2917N-8

NS Package Number N08E

17

LM

2907/LM

2917

Fre

quency

toV

oltage

Convert

er


Molded Dual-In-Line Package (N)

Order Number LM2907N or LM2917N

NS Package Number N14A

LIFE SUPPORT POLICY

NATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT

DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONAL

SEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein:

1. Life support devices or systems are devices or 2. A critical component is any component of a life

systems which, (a) are intended for surgical implant support device or system whose failure to perform can

into the body, or (b) support or sustain life, and whose be reasonably expected to cause the failure of the life

failure to perform, when properly used in accordance support device or system, or to affect its safety or

with instructions for use provided in the labeling, can effectiveness.

be reasonably expected to result in a significant injury

to the user.

National Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor National SemiconductorCorporation Europe Hong Kong Ltd. Japan Ltd.1111 West Bardin Road Fax: (a49) 0-180-530 85 86 13th Floor, Straight Block, Tel: 81-043-299-2309Arlington, TX 76017 Email: cnjwge@ tevm2.nsc.com Ocean Centre, 5 Canton Rd. Fax: 81-043-299-2408Tel: 1(800) 272-9959 Deutsch Tel: (a49) 0-180-530 85 85 Tsimshatsui, KowloonFax: 1(800) 737-7018 English Tel: (a49) 0-180-532 78 32 Hong Kong

Fran3ais Tel: (a49) 0-180-532 93 58 Tel: (852) 2737-1600Italiano Tel: (a49) 0-180-534 16 80 Fax: (852) 2736-9960

National does not assume any responsibility for use of any circuitry described, no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications.

Semiconductor Components Industries, LLC, 2002

May, 2002 – Rev. 81 Publication Order Number:

LM324/D

LM324, LM324A, LM224,LM2902, LM2902V, NCV2902

Single Supply QuadOperational Amplifiers

The LM324 series are low–cost, quad operational amplifiers withtrue differential inputs. They have several distinct advantages overstandard operational amplifier types in single supply applications. Thequad amplifier can operate at supply voltages as low as 3.0 V or ashigh as 32 V with quiescent currents about one–fifth of thoseassociated with the MC1741 (on a per amplifier basis). The commonmode input range includes the negative supply, thereby eliminating thenecessity for external biasing components in many applications. Theoutput voltage range also includes the negative power supply voltage.• Short Circuited Protected Outputs• True Differential Input Stage• Single Supply Operation: 3.0 V to 32 V (LM224, LM324, LM324A)• Low Input Bias Currents: 100 nA Maximum (LM324A)• Four Amplifiers Per Package• Internally Compensated• Common Mode Range Extends to Negative Supply• Industry Standard Pinouts• ESD Clamps on the Inputs Increase Ruggedness without Affecting

Device Operation

MAXIMUM RATINGS (TA = +25°C, unless otherwise noted.)

Rating Symbol

LM224LM324,LM324A

LM2902,LM2902V Unit

Power Supply Voltages VdcSingle Supply VCC 32 26Split Supplies VCC, VEE ±16 ±13

Input Differential VoltageRange (Note 1)

VIDR ±32 ±26 Vdc

Input Common ModeVoltage Range

VICR –0.3 to 32 –0.3 to 26 Vdc

Output Short CircuitDuration

tSC Continuous

Junction Temperature TJ 150 °C

Storage TemperatureRange

Tstg –65 to +150 °C

Operating Ambient Temperature Range

TA °C

LM224 –25 to +85LM324, 324A 0 to +70

LM2902 –40 to +105

LM2902V, NCV2902 –40 to +125

1. Split Power Supplies.

PDIP–14N SUFFIXCASE 646

1

14

SO–14D SUFFIX

CASE 751A1

14

PIN CONNECTIONS

8

Out 4

Inputs 4

VEE, Gnd

Inputs 3

Out 3

9

10

11

12

13

14

2

Out 1

VCC

Out 2

1

3

4

5

6

7

Inputs 1

Inputs 2

(Top View)

4

2 3

1

See general marking information in the device markingsection on page 10 of this data sheet.

DEVICE MARKING INFORMATION

See detailed ordering and shipping information in the packagedimensions section on page 9 of this data sheet.

ORDERING INFORMATION

1

14 TSSOP–14DTB SUFFIXCASE 948G

http://onsemi.com

LM324, LM324A, LM224, LM 2902, LM2902V, NCV2902

http://onsemi.com2

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VCC = 5.0 V, VEE = Gnd, TA = 25°C, unless otherwise noted.)

LM224 LM324A LM324 LM2902 LM2902V/NCV2902

Characteristics Symbol Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max Unit

Input Offset Voltage VIO mV

VCC = 5.0 V to 30 V(26 V for LM2902, V),VICR = 0 V toVCC –1.7 V,VO = 1.4 V, RS = 0 Ω

TA = 25°C – 2.0 5.0 – 2.0 3.0 – 2.0 7.0 – 2.0 7.0 – 2.0 7.0

TA = Thigh (Note 2) – – 7.0 – – 5.0 – – 9.0 – – 10 – – 13

TA = Tlow (Note 2) – – 7.0 – – 5.0 – – 9.0 – – 10 – – 10

Average TemperatureCoefficient of InputOffset Voltage

∆VIO/∆T – 7.0 – – 7.0 30 – 7.0 – – 7.0 – – 7.0 – µV/°C

TA = Thigh to Tlow

(Notes 2 and 4)

Input Offset Current IIO – 3.0 30 – 5.0 30 – 5.0 50 – 5.0 50 – 5.0 50 nA

TA = Thigh to Tlow

(Note 2)

– – 100 – – 75 – – 150 – – 200 – – 200

Average TemperatureCoefficient of InputOffset Current

∆IIO/∆T – 10 – – 10 300 – 10 – – 10 – – 10 – pA/°C

TA = Thigh to Tlow

(Notes 2 and 4)

Input Bias Current IIB – –90 –150 – –45 –100 – –90 –250 – –90 –250 – –90 –250 nA

TA = Thigh to Tlow

(Note 2)

– – –300 – – –200 – – –500 – – –500 – – –500

Input Common ModeVoltage Range(Note 3)

VICR V

VCC = 30 V(26 V for LM2902, V)

TA = +25°C 0 – 28.3 0 – 28.3 0 – 28.3 0 – 24.3 0 – 24.3

TA = Thigh to Tlow

(Note 2)

0 – 28 0 – 28 0 – 28 0 – 24 0 – 24

Differential InputVoltage Range

VIDR – – VCC – – VCC – – VCC – – VCC – – VCC V

Large Signal OpenLoop Voltage Gain

AVOL V/mV

RL = 2.0 kΩ, VCC = 15 V, for Large VO Swing

50 100 – 25 100 – 25 100 – 25 100 – 25 100 –

TA = Thigh to Tlow

(Note 2)

25 – – 15 – – 15 – – 15 – – 15 – –

Channel Separation10 kHz ≤ f ≤ 20 kHz,Input Referenced

CS – –120 – – –120 – – –120 – – –120 – – –120 – dB

Common ModeRejection, RS ≤ 10 kΩ

CMR 70 85 – 65 70 – 65 70 – 50 70 – 50 70 – dB

Power SupplyRejection

PSR 65 100 – 65 100 – 65 100 – 50 100 – 50 100 – dB

2. LM224: Tlow = –25°C, Thigh = +85°CLM324/LM324A: Tlow = 0°C, Thigh = +70°CLM2902: Tlow = –40°C, Thigh = +105°CLM2902V & NCV2902: Tlow = –40°C, Thigh = +125°CNCV2902 is qualified for automotive use.

3. The input common mode voltage or either input signal voltage should not be allowed to go negative by more than 0.3 V. The upper end ofthe common mode voltage range is VCC –1.7 V.

4. Guaranteed by design.


http://onsemi.com3

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (VCC = 5.0 V, VEE = Gnd, TA = 25°C, unless otherwise noted.)

LM224 LM324A LM324 LM2902 LM2902V/NCV2902

Characteristics Symbol Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max Min Typ Max Unit

Output Voltage–High Limit(TA = Thigh to Tlow)(Note 5)

VOH V

VCC = 5.0 V, RL =2.0 kΩ, TA = 25°C

3.3 3.5 – 3.3 3.5 – 3.3 3.5 – 3.3 3.5 – 3.3 3.5 –

VCC = 30 V(26 V for LM2902, V),RL = 2.0 kΩ

26 – – 26 – – 26 – – 22 – – 22 – –

VCC = 30 V(26 V for LM2902, V),RL = 10 kΩ

27 28 – 27 28 – 27 28 – 23 24 – 23 24 –

Output Voltage –Low Limit, VCC = 5.0 V, RL = 10 kΩ,TA = Thigh to Tlow(Note 5)

VOL – 5.0 20 – 5.0 20 – 5.0 20 – 5.0 100 – 5.0 100 mV

Output Source Current(VID = +1.0 V,

VCC = 15 V)

IO + mA

TA = 25°C 20 40 – 20 40 – 20 40 – 20 40 – 20 40 –

TA = Thigh to Tlow

(Note 5)

10 20 – 10 20 – 10 20 – 10 20 – 10 20 –

Output Sink Current IO – mA

(VID = –1.0 V, VCC = 15 V) TA = 25°C

10 20 – 10 20 – 10 20 – 10 20 – 10 20 –

TA = Thigh to Tlow

(Note 5)

5.0 8.0 – 5.0 8.0 – 5.0 8.0 – 5.0 8.0 – 5.0 8.0 –

(VID = –1.0 V, VO = 200 mV, TA = 25°C)

12 50 – 12 50 – 12 50 – – – – – – – µA

Output Short Circuitto Ground(Note 6)

ISC – 40 60 – 40 60 – 40 60 – 40 60 – 40 60 mA

Power Supply Current(TA = Thigh to Tlow)

(Note 5)

ICC mA

VCC = 30 V(26 V for LM2902, V),VO = 0 V, RL = ∞

– – 3.0 – 1.4 3.0 – – 3.0 – – 3.0 – – 3.0

VCC = 5.0 V,VO = 0 V, RL = ∞

– – 1.2 – 0.7 1.2 – – 1.2 – – 1.2 – – 1.2

5. LM224: Tlow = –25°C, Thigh = +85°CLM324/LM324A: Tlow = 0°C, Thigh = +70°CLM2902: Tlow = –40°C, Thigh = +105°CLM2902V & NCV2902: Tlow = –40°C, Thigh = +125°CNCV2902 is qualified for automotive use.

6. The input common mode voltage or either input signal voltage should not be allowed to go negative by more than 0.3 V. The upper end ofthe common mode voltage range is VCC –1.7 V.


http://onsemi.com4

Figure 1. Representative Circuit Diagram(One–Fourth of Circuit Shown)

Output

Bias CircuitryCommon to Four

Amplifiers

VCC

VEE/Gnd

Inputs

Q2

Q3 Q4

Q5

Q26

Q7

Q8

Q6

Q9

Q11

Q10Q1 2.4 k

Q25

Q22

40 k

Q13

Q14

Q15

Q16

Q19

5.0 pF

Q18

Q17

Q20

Q21

2.0 k

Q24

Q23

Q12

25

+

-


http://onsemi.com5

CIRCUIT DESCRIPTION

The LM324 series is made using four internallycompensated, two–stage operational amplifiers. The firststage of each consists of differential input devices Q20 andQ18 with input buffer transistors Q21 and Q17 and thedifferential to single ended converter Q3 and Q4. The firststage performs not only the first stage gain function but alsoperforms the level shifting and transconductance reductionfunctions. By reducing the transconductance, a smallercompensation capacitor (only 5.0 pF) can be employed, thussaving chip area. The transconductance reduction isaccomplished by splitting the collectors of Q20 and Q18.Another feature of this input stage is that the input commonmode range can include the negative supply or ground, insingle supply operation, without saturating either the inputdevices or the differential to single–ended converter. Thesecond stage consists of a standard current source loadamplifier stage.

Figure 2. Large Signal Voltage Follower Response

VCC = 15 VdcRL = 2.0 kΩTA = 25°C

5.0 µs/DIV

1.0

V/D

IV

Each amplifier is biased from an internal–voltageregulator which has a low temperature coefficient thusgiving each amplifier good temperature characteristics aswell as excellent power supply rejection.

Single Supply Split Supplies

VCC

VEE/Gnd

3.0 V to VCC(max)

1

2

3

4

VCC

1

2

3

4

VEE

1.5 V to VCC(max)

1.5 V to VEE(max)

Figure 3.


http://onsemi.com6

VO

R, O

UT

PU

T V

OLT

AG

E R

AN

GE

(V

)pp

VO

, OU

TP

UT

VO

LTA

GE

(m

V)

14

12

10

8.0

6.0

4.0

2.0

01.0 10 100 1000

f, FREQUENCY (kHz)

550

500

450

400

350

300

250

200

00 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0

t, TIME (µs)

2.4

2.1

1.8

1.5

1.2

0.9

0.6

0.3

00 5.0 10 15 20 25 30 35

VCC, POWER SUPPLY VOLTAGE (V) VCC, POWER SUPPLY VOLTAGE (V)

90

80

700 2.0 4.0 6.0 8.0 10 12 14 16 18 20

I

, P

OW

ER

SU

PP

LY C

UR

RE

NT

(mA

)C

C

I ,

INP

UT

BIA

S C

UR

RE

NT

(nA

)IB

VCC = 30 VVEE = GndTA = 25°CCL = 50 pF

Input

Output

V ,

INP

UT

VO

LTA

GE

(V

)I

18

16

14

12

10

8.0

6.0

4.0

2.0

0

20

0 2.0 4.0 6.0 8.0 10 12 14 16 18 20

± VCC/VEE, POWER SUPPLY VOLTAGES (V)

±

Positive

Negative

TA = 25°CRL =

RL = 2.0 kΩVCC = 15 VVEE = GndGain = -100RI = 1.0 kΩRF = 100 kΩ

Figure 4. Input Voltage Range Figure 5. Open Loop Frequency

120

100

80

60

40

20

0

-20

1.0 10 100 1.0 k 10 k 100 k 1.0 M

f, FREQUENCY (Hz)

A

,

LAR

GE

-SIG

NA

LV

OL

OP

EN

LO

OP

VO

LTA

GE

GA

IN (

dB)

VCC = 15 VVEE = GndTA = 25°C

Figure 6. Large–Signal Frequency Response Figure 7. Small–Signal Voltage FollowerPulse Response (Noninverting)

Figure 8. Power Supply Current versusPower Supply Voltage

Figure 9. Input Bias Current versusPower Supply Voltage


http://onsemi.com7

2

1R1

TBP

R1 + R2

R1

R1 + R2

eo

e1

e2

eo = C (1 + a + b) (e2 - e1)

R1a R1

b R1

R

-

+

+

-

-

+ R

+

-

R1

R2

VO

Vref

Vin

VOH

VO

VOL

VinL =R1

(VOL - Vref) + Vref

VinH = (VOH - Vref) + Vref

H =R1 + R2

(VOH - VOL)R1

-

+

-

+

-

+

R

C

R2R1

R3

C1

100 k

R

C

R

C1 R2

100 k

Vin

Vref

Vref

Vref

Vref

BandpassOutput

fo = 2 π RC

R1 = QR

R2 =

R3 = TN R2

C1 = 10C

1

Notch Output

Vref = VCC

Hysteresis1C R

VinL VinH

Vref

Where:TBP=Center Frequency GainWhere:TN=Passband Notch Gain

R = 160 kΩC = 0.001 µFR1 = 1.6 MΩR2 = 1.6 MΩR3 = 1.6 MΩ

For:fo=1.0 kHzFor:Q= 10For:TBP= 1For:TN= 1

-

+

MC1403

1/4LM324

-

+

R1

VCCVCC

VO

2.5 V

R2

50 k

10 kVref

Vref = VCC2

5.0 k

R C

RC

+

-

VO

2 π RC

1

For: fo = 1.0 kHzR = 16 kΩC = 0.01 µF

VO = 2.5 V 1 +R1

R2

1

VCC

fo =

1/4LM324

1/4LM324

1/4LM324

1/4LM324

1C

R

1/4LM324

1/4LM324

1/4LM324 1/4

LM324

1/4LM324

Figure 10. Voltage Reference Figure 11. Wien Bridge Oscillator

Figure 12. High Impedance Differential Amplifier Figure 13. Comparator with Hysteresis

Figure 14. Bi–Quad Filter


http://onsemi.com8

2

1

For less than 10% error from operational amplifier,

If source impedance varies, filter may be preceded withvoltage follower buffer to stabilize filter parameters.

where fo and BW are expressed in Hz.

Qo fo

BW< 0.1

Given:fo=center frequency

A(fo)=gain at center frequency

Choose value fo, C

Then: R3 =Q

π fo C

R3R1 =

2 A(fo)

R1 R3

4Q2 R1 - R3R2 =

+

-

+

-

Vref = VCC

Vref

f =R1 + RC

4 CRf R1R3 =

R2 R1

R2 + R1

R2

300 k

75 k

R3

R1100 k

C

Triangle WaveOutput

SquareWaveOutput

Vin

Rf

if

Vref

1/4LM324

1/4LM324

Figure 15. Function Generator Figure 16. Multiple Feedback Bandpass Filter

Vref = VCC1

2

-

+

VCC

R3R1

R2

Vref

CC

VO

CO = 10 C

CO1/4

LM324


http://onsemi.com9

ORDERING INFORMATION

Device Package Operating Temperature Range Shipping

LM224D SO–14 55 Units/Rail

LM224DR2 SO–14 2500 Tape & Reel

LM224DTB TSSOP–14 –25° to +85°C 96 Units/Rail

LM224DTBR2 TSSOP–14

5 o 85 C

2500 Tape & Reel

LM224N PDIP–14 25 Units/Rail



LM324DTB TSSOP–14 96 Units/Rail

LM324DTBR2 TSSOP–14 2500 Tape & Reel

LM324N PDIP–140° to +70°C

25 Units/Rail

LM324AD SO–140° to +70°C

55 Units/Rail

LM324ADR2 SO–14 2500 Tape & Reel

LM324ADTB TSSOP–14 96 Units/Rail

LM324ADTBR2 TSSOP–14 2500 Tape & Reel

LM324AN PDIP–14 25 Units/Rail



LM2902DTB TSSOP–14 –40° to +105°C 96 Units/Rail

LM2902DTBR2 TSSOP–14

0 o 05 C

2500 Tape & Reel

LM2902N PDIP–14 25 Units/Rail

LM2902VD SO–14 55 Units/Rail

LM2902VDR2 SO–14 2500 Tape & Reel

LM2902VDTB TSSOP–1440° to +125°C

96 Units/Rail

LM2902VDTBR2 TSSOP–14–40° to +125°C

2500 Tape & Reel

LM2902VN PDIP–14 25 Units/Rail

NCV2902DR2 SO–14 2500 Tape & Reel


http://onsemi.com10

MARKING DIAGRAMS

x = 2 or 3A = Assembly LocationWL = Wafer LotYY, Y = YearWW, W = Work Week

PDIP–14N SUFFIXCASE 646

SO–14D SUFFIX

CASE 751A

1

14

LM324ANAWLYYWW

1

14

LMx24NAWLYYWW

1

14

LM2902NAWLYYWW

1

14

LM2902VNAWLYYWW

1

14

LM324ADAWLYWW

1

14

LMx24DAWLYWW

1

14

LM2902DAWLYWW

1

14

LM2902VDAWLYWW

*This marking diagram also applies to NCV2902.

TSSOP–14DTB SUFFIXCASE 948G

1

14

x24

AWYW

1

14

324A

AWYW

1

14

2902

AWYW

1

14

2902VAWYW

*


http://onsemi.com11

PACKAGE DIMENSIONS

PDIP–14N SUFFIX

CASE 646–06ISSUE M

1 7

14 8

B

ADIM MIN MAX MIN MAX

MILLIMETERSINCHES

A 0.715 0.770 18.16 18.80

B 0.240 0.260 6.10 6.60

C 0.145 0.185 3.69 4.69

D 0.015 0.021 0.38 0.53

F 0.040 0.070 1.02 1.78

G 0.100 BSC 2.54 BSC

H 0.052 0.095 1.32 2.41

J 0.008 0.015 0.20 0.38

K 0.115 0.135 2.92 3.43

L

M --- 10 --- 10

N 0.015 0.039 0.38 1.01

NOTES:1. DIMENSIONING AND TOLERANCING PER ANSI

Y14.5M, 1982.2. CONTROLLING DIMENSION: INCH.3. DIMENSION L TO CENTER OF LEADS WHEN

FORMED PARALLEL.4. DIMENSION B DOES NOT INCLUDE MOLD FLASH.5. ROUNDED CORNERS OPTIONAL.

F

H G DK

C

SEATING

PLANE

N

–T–

14 PL

M0.13 (0.005)

L

MJ

0.290 0.310 7.37 7.87

SO–14D SUFFIX

CASE 751A–03ISSUE F


Y14.5M, 1982.2. CONTROLLING DIMENSION: MILLIMETER.3. DIMENSIONS A AND B DO NOT INCLUDE

MOLD PROTRUSION.4. MAXIMUM MOLD PROTRUSION 0.15 (0.006)

PER SIDE.5. DIMENSION D DOES NOT INCLUDE DAMBAR

PROTRUSION. ALLOWABLE DAMBARPROTRUSION SHALL BE 0.127 (0.005) TOTALIN EXCESS OF THE D DIMENSION ATMAXIMUM MATERIAL CONDITION.

–A–

–B–

G

P 7 PL

14 8

71M0.25 (0.010) B M

SBM0.25 (0.010) A ST

–T–

FR X 45

SEATING

PLANED 14 PL K

C

JM

DIM MIN MAX MIN MAX

INCHESMILLIMETERS

A 8.55 8.75 0.337 0.344

B 3.80 4.00 0.150 0.157

C 1.35 1.75 0.054 0.068

D 0.35 0.49 0.014 0.019

F 0.40 1.25 0.016 0.049

G 1.27 BSC 0.050 BSC

J 0.19 0.25 0.008 0.009

K 0.10 0.25 0.004 0.009

M 0 7 0 7

P 5.80 6.20 0.228 0.244

R 0.25 0.50 0.010 0.019


http://onsemi.com12

PACKAGE DIMENSIONS

TSSOP–14DTB SUFFIX

CASE 948G–01ISSUE O

DIM MIN MAX MIN MAX

INCHESMILLIMETERS

A 4.90 5.10 0.193 0.200

B 4.30 4.50 0.169 0.177

C --- 1.20 --- 0.047

D 0.05 0.15 0.002 0.006

F 0.50 0.75 0.020 0.030

G 0.65 BSC 0.026 BSC

H 0.50 0.60 0.020 0.024

J 0.09 0.20 0.004 0.008

J1 0.09 0.16 0.004 0.006

K 0.19 0.30 0.007 0.012

K1 0.19 0.25 0.007 0.010

L 6.40 BSC 0.252 BSC

M 0 8 0 8


Y14.5M, 1982.2. CONTROLLING DIMENSION: MILLIMETER.3. DIMENSION A DOES NOT INCLUDE MOLD FLASH,

PROTRUSIONS OR GATE BURRS. MOLD FLASHOR GATE BURRS SHALL NOT EXCEED 0.15(0.006) PER SIDE.

4. DIMENSION B DOES NOT INCLUDE INTERLEADFLASH OR PROTRUSION. INTERLEAD FLASH ORPROTRUSION SHALL NOT EXCEED0.25 (0.010) PER SIDE.

5. DIMENSION K DOES NOT INCLUDE DAMBARPROTRUSION. ALLOWABLE DAMBARPROTRUSION SHALL BE 0.08 (0.003) TOTAL INEXCESS OF THE K DIMENSION AT MAXIMUMMATERIAL CONDITION.

6. TERMINAL NUMBERS ARE SHOWN FORREFERENCE ONLY.

7. DIMENSION A AND B ARE TO BE DETERMINEDAT DATUM PLANE -W-.

SU0.15 (0.006) T

2X L/2

SUM0.10 (0.004) V ST

L–U–

SEATING

PLANE

0.10 (0.004)

–T–

ÇÇÇÇÇÇ

SECTION N–N

DETAIL E

J J1

K

K1

ÉÉÉÉ

DETAIL E

F

M

–W–

0.25 (0.010)814

71

PIN 1IDENT.

HG

A

D

C

B

SU0.15 (0.006) T

–V–

14X REFK

N

N

ON Semiconductor and are registered trademarks of Semiconductor Components Industries, LLC (SCILLC). SCILLC reserves the right to makechanges without further notice to any products herein. SCILLC makes no warranty, representation or guarantee regarding the suitability of its products for anyparticular purpose, nor does SCILLC assume any liability arising out of the application or use of any product or circuit, and specifically disclaims any and allliability, including without limitation special, consequential or incidental damages. “Typical” parameters which may be provided in SCILLC data sheets and/orspecifications can and do vary in different applications and actual performance may vary over time. All operating parameters, including “Typicals” must bevalidated for each customer application by customer’s technical experts. SCILLC does not convey any license under its patent rights nor the rights of others.SCILLC products are not designed, intended, or authorized for use as components in systems intended for surgical implant into the body, or other applicationsintended to support or sustain life, or for any other application in which the failure of the SCILLC product could create a situation where personal injury or deathmay occur. Should Buyer purchase or use SCILLC products for any such unintended or unauthorized application, Buyer shall indemnify and hold SCILLCand its officers, employees, subsidiaries, affiliates, and distributors harmless against all claims, costs, damages, and expenses, and reasonable attorney feesarising out of, directly or indirectly, any claim of personal injury or death associated with such unintended or unauthorized use, even if such claim alleges thatSCILLC was negligent regarding the design or manufacture of the part. SCILLC is an Equal Opportunity/Affirmative Action Employer.

PUBLICATION ORDERING INFORMATIONJAPAN : ON Semiconductor, Japan Customer Focus Center4–32–1 Nishi–Gotanda, Shinagawa–ku, Tokyo, Japan 141–0031Phone : 81–3–5740–2700Email : [email protected]

ON Semiconductor Website : http://onsemi.com

For additional information, please contact your localSales Representative.

LM324/D

Literature Fulfillment :Literature Distribution Center for ON SemiconductorP.O. Box 5163, Denver, Colorado 80217 USAPhone : 303–675–2175 or 800–344–3860 Toll Free USA/CanadaFax: 303–675–2176 or 800–344–3867 Toll Free USA/CanadaEmail : [email protected]

N. American Technical Support : 800–282–9855 Toll Free USA/Canada

TL/H/9341

LM

741

Opera

tionalA

mplifie

r

November 1994

LM741 Operational Amplifier

General DescriptionThe LM741 series are general purpose operational amplifi-

ers which feature improved performance over industry stan-

dards like the LM709. They are direct, plug-in replacements

for the 709C, LM201, MC1439 and 748 in most applications.

The amplifiers offer many features which make their appli-

cation nearly foolproof: overload protection on the input and

output, no latch-up when the common mode range is ex-

ceeded, as well as freedom from oscillations.

The LM741C/LM741E are identical to the LM741/LM741A

except that the LM741C/LM741E have their performance

guaranteed over a 0§C to a70§C temperature range, in-

stead of b55§C to a125§C.

Schematic Diagram

TL/H/9341–1

Offset Nulling Circuit

TL/H/9341–7

C1995 National Semiconductor Corporation RRD-B30M115/Printed in U. S. A.

Absolute Maximum RatingsIf Military/Aerospace specified devices are required, please contact the National Semiconductor Sales Office/

Distributors for availability and specifications.

(Note 5)

LM741A LM741E LM741 LM741C

Supply Voltage g22V g22V g22V g18V

Power Dissipation (Note 1) 500 mW 500 mW 500 mW 500 mW

Differential Input Voltage g30V g30V g30V g30V

Input Voltage (Note 2) g15V g15V g15V g15V

Output Short Circuit Duration Continuous Continuous Continuous Continuous

Operating Temperature Range b55§C to a125§C 0§C to a70§C b55§C to a125§C 0§C to a70§CStorage Temperature Range b65§C to a150§C b65§C to a150§C b65§C to a150§C b65§C to a150§CJunction Temperature 150§C 100§C 150§C 100§CSoldering Information

N-Package (10 seconds) 260§C 260§C 260§C 260§CJ- or H-Package (10 seconds) 300§C 300§C 300§C 300§CM-Package

Vapor Phase (60 seconds) 215§C 215§C 215§C 215§CInfrared (15 seconds) 215§C 215§C 215§C 215§C

See AN-450 ‘‘Surface Mounting Methods and Their Effect on Product Reliability’’ for other methods of soldering

surface mount devices.

ESD Tolerance (Note 6) 400V 400V 400V 400V

Electrical Characteristics (Note 3)

Parameter ConditionsLM741A/LM741E LM741 LM741C

UnitsMin Typ Max Min Typ Max Min Typ Max

Input Offset Voltage TA e 25§CRS s 10 kX 1.0 5.0 2.0 6.0 mV

RS s 50X 0.8 3.0 mV

TAMIN s TA s TAMAX

RS s 50X 4.0 mV

RS s 10 kX 6.0 7.5 mV

Average Input Offset15 mV/§C

Voltage Drift

Input Offset Voltage TA e 25§C, VS e g20Vg10 g15 g15 mV

Adjustment Range

Input Offset Current TA e 25§C 3.0 30 20 200 20 200 nA

TAMIN s TA s TAMAX 70 85 500 300 nA

Average Input Offset0.5 nA/§C

Current Drift

Input Bias Current TA e 25§C 30 80 80 500 80 500 nA

TAMIN s TA s TAMAX 0.210 1.5 0.8 mA

Input Resistance TA e 25§C, VS e g20V 1.0 6.0 0.3 2.0 0.3 2.0 MX

TAMIN s TA s TAMAX,0.5 MX

VS e g20V

Input Voltage Range TA e 25§C g12 g13 V

TAMIN s TA s TAMAX g12 g13 V

Large Signal Voltage Gain TA e 25§C, RL t 2 kX

VS e g20V, VO e g15V 50 V/mV

VS e g15V, VO e g10V 50 200 20 200 V/mV

TAMIN s TA s TAMAX,

RL t 2 kX,


VS e g15V, VO e g10V 25 15 V/mV


2

Electrical Characteristics (Note 3) (Continued)

Parameter ConditionsLM741A/LM741E LM741 LM741C

UnitsMin Typ Max Min Typ Max Min Typ Max

Output Voltage Swing VS e g20V

RL t 10 kX g16 V

RL t 2 kX g15 V

VS e g15V

RL t 10 kX g12 g14 g12 g14 V

RL t 2 kX g10 g13 g10 g13 V

Output Short Circuit TA e 25§C 10 25 35 25 25 mA

Current TAMIN s TA s TAMAX 10 40 mA

Common-Mode TAMIN s TA s TAMAX

Rejection Ratio RS s 10 kX, VCM e g12V 70 90 70 90 dB

RS s 50X, VCM e g12V 80 95 dB

Supply Voltage Rejection TAMIN s TA s TAMAX,

Ratio VS e g20V to VS e g5V

RS s 50X 86 96 dB

RS s 10 kX 77 96 77 96 dB

Transient Response TA e 25§C, Unity Gain

Rise Time 0.25 0.8 0.3 0.3 ms

Overshoot 6.0 20 5 5 %

Bandwidth (Note 4) TA e 25§C 0.437 1.5 MHz

Slew Rate TA e 25§C, Unity Gain 0.3 0.7 0.5 0.5 V/ms

Supply Current TA e 25§C 1.7 2.8 1.7 2.8 mA

Power Consumption TA e 25§CVS e g20V 80 150 mW

VS e g15V 50 85 50 85 mW

LM741A VS e g20V

TA e TAMIN 165 mW

TA e TAMAX 135 mW

LM741E VS e g20V

TA e TAMIN 150 mW

TA e TAMAX 150 mW

LM741 VS e g15V

TA e TAMIN 60 100 mW

TA e TAMAX 45 75 mW

Note 1: For operation at elevated temperatures, these devices must be derated based on thermal resistance, and Tj max. (listed under ‘‘Absolute Maximum

Ratings’’). Tj e TA a (ijA PD).

Thermal Resistance Cerdip (J) DIP (N) HO8 (H) SO-8 (M)

ijA (Junction to Ambient) 100§C/W 100§C/W 170§C/W 195§C/W

ijC (Junction to Case) N/A N/A 25§C/W N/A

Note 2: For supply voltages less than g15V, the absolute maximum input voltage is equal to the supply voltage.

Note 3: Unless otherwise specified, these specifications apply for VS e g15V, b55§C s TA s a125§C (LM741/LM741A). For the LM741C/LM741E, these

specifications are limited to 0§C s TA s a70§C.

Note 4: Calculated value from: BW (MHz) e 0.35/Rise Time(ms).

Note 5: For military specifications see RETS741X for LM741 and RETS741AX for LM741A.

Note 6: Human body model, 1.5 kX in series with 100 pF.

3

Connection Diagrams

Metal Can Package

TL/H/9341–2

Order Number LM741H, LM741H/883*,

LM741AH/883 or LM741CH

See NS Package Number H08C

Dual-In-Line or S.O. Package

TL/H/9341–3

Order Number LM741J, LM741J/883,

LM741CM, LM741CN or LM741EN

See NS Package Number J08A, M08A or N08E

Ceramic Dual-In-Line Package

TL/H/9341–5

Order Number LM741J-14/883*, LM741AJ-14/883**See NS Package Number J14A

*also available per JM38510/10101

**also available per JM38510/10102

Ceramic Flatpak

TL/H/9341–6

Order Number LM741W/883

See NS Package Number W10A

*LM741H is available per JM38510/10101

4

Physical Dimensions inches (millimeters)

Metal Can Package (H)

Order Number LM741H, LM741H/883, LM741AH/883, LM741CH or LM741EH

NS Package Number H08C

5


Ceramic Dual-In-Line Package (J)

Order Number LM741CJ or LM741J/883

NS Package Number J08A

Ceramic Dual-In-Line Package (J)

Order Number LM741J-14/883 or LM741AJ-14/883

NS Package Number J14A

6


Small Outline Package (M)

Order Number LM741CM


Dual-In-Line Package (N)

Order Number LM741CN or LM741EN

NS Package Number N08E

7

LM

741

Opera

tionalA

mplifier


10-Lead Ceramic Flatpak (W)

Order Number LM741W/883

NS Package Number W10A

LIFE SUPPORT POLICY

NATIONAL’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT

DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF NATIONAL

SEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein:

1. Life support devices or systems are devices or 2. A critical component is any component of a life

systems which, (a) are intended for surgical implant support device or system whose failure to perform can

into the body, or (b) support or sustain life, and whose be reasonably expected to cause the failure of the life

failure to perform, when properly used in accordance support device or system, or to affect its safety or

with instructions for use provided in the labeling, can effectiveness.

be reasonably expected to result in a significant injury

to the user.

National Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor National SemiconductorCorporation Europe Hong Kong Ltd. Japan Ltd.1111 West Bardin Road Fax: (a49) 0-180-530 85 86 13th Floor, Straight Block, Tel: 81-043-299-2309Arlington, TX 76017 Email: cnjwge@ tevm2.nsc.com Ocean Centre, 5 Canton Rd. Fax: 81-043-299-2408Tel: 1(800) 272-9959 Deutsch Tel: (a49) 0-180-530 85 85 Tsimshatsui, KowloonFax: 1(800) 737-7018 English Tel: (a49) 0-180-532 78 32 Hong Kong

Fran3ais Tel: (a49) 0-180-532 93 58 Tel: (852) 2737-1600Italiano Tel: (a49) 0-180-534 16 80 Fax: (852) 2736-9960

National does not assume any responsibility for use of any circuitry described, no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications.

This datasheet has been download from:

www.datasheetcatalog.com

Datasheets for electronics components.

http://www.datasheetcatalog.com



+

E +

D

2

0.129 (3.3)0.119 (3.0)

0.433 (11.0)0.422 (10.7)

0.315 (8.0)

0.110 (2.8)0.091 (2.3)

1

3

4

0.020 (0.51) (SQ)

0.472 (12.0)0.457 (11.6)

0.249 (6.35)0.243 (6.15)

0.39 (1.00)0.34 (0.85)

0.125 (3.2)0.119 (3.0)

Ø 0.133 (3.4)Ø 0.126 (3.2)

(2X)

0.755 (19.2)0.745 (18.9)

LC

CL

LC

OpticalCL

0.972 (24.7)0.957 (24.3)

.295 (7.5)

.272 (6.9)

PIN 1 ANODEPIN 2 CATHODEPIN 3 COLLECTORPIN 4 EMITTER

.073 (1.85)

.133 (3.38)

1. Derate power dissipation linearly 1.33 mW/°C above 25°C.2. RMA flux is recommended.3. Methanol or isopropyl alcohols are recommended as cleaning

agents.4. Soldering iron tip 1/16” (1.6mm) minimum from housing.

PACKAGE DIMENSIONS

FEATURES• Opaque housing

• Low cost

• .035” apertures

• High IC(ON)

Parameter Symbol Rating UnitOperating Temperature TOPR -55 to +100 °CStorage Temperature TSTG -55 to +100 °CSoldering Temperature (Iron)(2,3 and 4) TSOL-I 240 for 5 sec °CSoldering Temperature (Flow)(2 and 3) TSOL-F 260 for 10 sec °C

INPUT (EMITTER)Continuous Forward Current IF 50 mA

Reverse Voltage VR 6 VPower Dissipation (1) PD 100 mW

OUTPUT (SENSOR)Collector to Emitter Voltage VCEO 30 V

Emitter to Collector Voltage VECO 4.5 VCollector Current IC 20 mAPower Dissipation (TC = 25°C)(1) PD 150 mW

ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS (TA = 25°C unless otherwise specified)

NOTES:

1. Dimensions for all drawings are in inches (mm).2. Tolerance of ± .010 (.25) on all non-nominal dimensions

unless otherwise specified.

H21A1 / H21A2 / H21A3PHOTOTRANSISTOR

OPTICAL INTERRUPTER SWITCH

DESCRIPTIONThe H21A1, H21A2 and H21A3 consist of a

gallium arsenide infrared emitting diode

coupled with a silicon phototransistor in a

plastic housing. The packaging system is

designed to optimize the mechanical

resolution, coupling efficiency, ambient light

rejection, cost and reliability. The gap in the

housing provides a means of interrupting the

signal with an opaque material, switching the

output from an “ON” to an “OFF” state.

4

3

1

2

SCHEMATIC

2001 Fairchild Semiconductor CorporationDS300290 5/02/01 1 OF 5 www.fairchildsemi.com

www.fairchildsemi.com 2 OF 5 5/02/01 DS300290

PARAMETER TEST CONDITIONS SYMBOL DEVICES MIN TYP MAX UNITSINPUT (EMITTER)Forward Voltage IF = 60 mA VF All — — 1.7 V

Reverse Breakdown Voltage IR = 10 µA VR All 6.0 — — VReverse Leakage Current VR = 3 V IR All — — 1.0 µA

OUTPUT (SENSOR)Emitter to Collector Breakdown IF = 100 µA, Ee = 0 BVECO All 6.0 — — V

Collector to Emitter Breakdown IC = 1 mA, Ee = 0 BVCEO All 30 — — VCollector to Emitter Leakage VCE = 25 V, Ee = 0 ICEO All — — 100 nA

COUPLED H21A1 0.15 — —IF = 5 mA, VCE = 5 V H21A2 0.30 — —

H21A3 0.60 — —H21A1 1.0 — —

On-State Collector Current IF = 20 mA, VCE = 5 V IC(ON) H21A2 2.0 — — mAH21A3 4.0 — —H21A1 1.9 — —

IF = 30 mA, VCE = 5 V H21A2 3.0 — —H21A3 5.5 — —

Saturation Voltage IF = 20 mA, IC = 1.8 mA VCE(SAT)H21A2/3 — — 0.40 V

IF = 30 mA, IC = 1.8 mA H21A1 — — 0.40 VTurn-On Time IF = 30 mA, VCC = 5 V, RL = 2.5 KΩ ton All — 8 — µsTurn-Off Time IF = 30 mA, VCC = 5 V, RL = 2.5 KΩ toff All — 50 — µs

ELECTRICAL / OPTICAL CHARACTERISTICS (TA =25°C)(All measurements made under pulse condition)



Figure 1. Output Current vs. Input Current

.02

.011

IF , INPUT CURRENT (mA)

.04

.06

.08.1

.2

.4

.6

.8

2

1

468

10

2 4 6 8 10 20 40 60 80 100 200 400 600 1000

I CE(

on),

NO

RM

ALIZ

ED O

UTP

UT

CU

RR

ENT

IF = 20 mA

PW = 100 µsecPRR = 100 pps

VCE = 5 V

NORMALIZED TO

PULSED

Figure 2. Output Current vs. Temperature

TA, AMBIENT TEMPERATURE (°C)

.1

.2

.4

.6

.81

2

4

6

810

-55 -40 -20 0 20 60 8040 100

I CE(

on),

NO

RM

ALIZ

ED O

UTP

UT

CU

RR

ENT

IF = 20 mA, TA = 25 °CVCE = 5 V,NORMALIZED TOINPUT PULSED

IF = 100 mA

IF = 60 mA

IF = 30 mA

IF = 20 mA

IF = 10 mA

IF = 5 mA

Figure 3. VCE(SAT) vs. Temperature

TA , AMBIENT TEMPERATURE (°C)

0.6

0.8

1

2

3

-50 -25 0 25 50 75 100

V CE(

SAT)

, NO

RM

ALIZ

ED

NORMALIZED TO

PULSED

IF 30 mA

PW = 100 µs, PRR = 100 pps

IC =

1.8 mA , TA = 25°CIF 20 mAIC

= 1.8 mA

IF 60 mAIC

= 3.6 mA

IF 15 mAIC

= 0.9 mA

IF 30 mAIC

= 1.8 mA

DS300290 5/02/01 3 OF 5 www.fairchildsemi.com



Figure 4. Leakage Current vs. Temperature

DETECTOR

0.125


1

102

101

103

50 75 100

I CEO

, NO

RM

ALIZ

ED D

ARK

CU

RR

ENT

TA = 25 °CVCE = 25 V

VCE = 25 V

NORMALIZED TO

VCE = 10 V

0.125

1

102

101

103

50 75 100

TA = 25 °CVR = 5 V

NORMALIZED TO

EMITTER


I R, N

OR

MAL

IZED

LEA

KAG

E C

UR

REN

T

Figure 5. Switching Speed vs. RL

.45.5

.6

1.5

.7

.8

.9

1K 2K 3K

RL , LOAD RESISTANCE (Ω)

1

2

3

4.54

4K 5K 6K 7K 8K 9K 10K

t ON

, AN

D t O

FF N

OR

MAL

IZED

IF

RL+

VCC

PW = 300 µsPRR = 100 pps

IF = 75 AMPS, VCC = 5VRL

NORMALIZED TORL = 2.5 KΩ

Figure 6. Output Current vs. Distance

.0001

.1

.01

0 2 4 6 8 10

d, DISTANCE (mm)

d, DISTANCE (mils)

.001

1.00

I CE(

on),

NO

RM

ALIZ

ED O

UTP

UT

CU

RR

ENT

NORMALIZEDTO VALUE WITHSHIELDREMOVED

78.7 157.5 236.2 315 393.7

toff

ton

BLACKSHIELD

BLACKSHIELD

D+E

+ do

d

o

www.fairchildsemi.com 4 OF 5 5/02/01 DS300290



DISCLAIMERFAIRCHILD SEMICONDUCTOR RESERVES THE RIGHT TO MAKE CHANGES WITHOUT FURTHER NOTICE TOANY PRODUCTS HEREIN TO IMPROVE RELIABILITY, FUNCTION OR DESIGN. FAIRCHILD DOES NOT ASSUMEANY LIABILITY ARISING OUT OF THE APPLICATION OR USE OF ANY PRODUCT OR CIRCUIT DESCRIBED HEREIN; NEITHER DOES IT CONVEY ANY LICENSE UNDER ITS PATENT RIGHTS, NOR THE RIGHTS OF OTHERS.

LIFE SUPPORT POLICYFAIRCHILD’S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORTDEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT OF FAIRCHILDSEMICONDUCTOR CORPORATION. As used herein:

1. Life support devices or systems are devices or systems which, (a) are intended for surgical implant into the body,or (b) support or sustain life, and (c) whose failure to perform when properly used in accordance with instructions for use providedin labeling, can be reasonably expected to result in asignificant injury of the user.

2. A critical component in any component of a life supportdevice or system whose failure to perform can bereasonably expected to cause the failure of the life support device or system, or to affect its safety or effectiveness.

DS300290 5/02/01 5 OF 5 www.fairchildsemi.com



Contoh Penggunaan Programmable Terminal NT30C

1. Pastikan program NT-series support tools telah ter-install pada komputer.

2. Untuk mulai program pilih >Start >All program >Omron >NTST4.6E > NT-series

support tools.

3. Setelah window NT-series support tools terbuka pilih >File >New, maka dilayar

akan tertampil seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. PT Configuration

4. Pada PT Configuration Pilih PT Type dengan NT30 seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 2 (a), selanjutnya atur system seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 (b).

(a) (b)

Gambar 2. pengaturan PT Configuration

5. Untuk pengaturan control/notify area dapat dilihat pada Gambar 3. pengaturan ini

digunakan supaya antara PLC Omron CPM2A dan programmable terminal NT30C

dapat berkomunikasi dengan baik.

Pada control/notify area, pengaturan dapat dilakukan dengan memilih tombol >Set,

kemudian akan tertampil Gambar 3 (b). Channel dapat dipilih salah satu dari 5 channel

yang disediakan. Address bebas diisi dengan alamat PLC berapapun, akan tetapi perlu

diperhatikan jumlah address dari channel yang dipilih dan alamat-alamat yang tidak

boleh dipergunakan. Setelah pengaturan PT Configuration selesai pilih >OK.

(a) (b)

Gambar 3. Pengaturan control/notify area

6. Setelah pengaturan control/notify area selesai, maka akan tertampil Gambar 4.

Dari area standard screen ini kita dapat menulis elemen-elemen yang akan

didownload ke programmable terminal NT30C. perlu diperhatikan sebelum

mendownload aplikasi yang dibuat pada programmable terminal NT30C, alangkah

baiknya kita membaca NT30C Operational Manual terlebih dahulu.

Gambar 4. Tampilan NT-series support tools-App1

Cara Penulisan Elemen pada Programmable Terminal NT30C

Programmable terminal NT30C dapat menampilkan elemen dengan banyak variasi.

Elemen –elemen yang akan dibahas antara lain:

1. Karakter (Text)

2. Lampu (Lamp)

3. Touch switch

4. Grafik (Graph)

1. Karakter (Text)

Karakter (text) dapat dituliskan pada programmable terminal secara langsung. Untuk

penulisan karakter (text) dapat dilakukan sebagai berikut:

1.1. Pastikan window standard screen pada NT-series Support Tools telah dipilih.

1.2. Pilih >Text pada taskbar di window NT-series Support Tools.

1.3. Arahkan pointer pada screen, kemudian >Klik didaerah yang akan ditulisi Text.

1.4. Fixed Display pada Gambar 5 (a) akan tertampil.

1.5. Lakukan pengaturan pada Fixed Display sesuai Gambar 5 (b).

1.6. Untuk description, tulis sesuai yang ingin ditampilkan pada Programmable

terminal NT30C. sebagai contoh yang ditampilkan adalah kata PLC Omron

CPM2A.

1.7. Untuk pengaturan Fixed Display dapat diatur sendiri sesuai kebutuhan (tidak

harus sama seperti Gambar 5 (b).

(a) (b)

Gambar 5. Tampilan pengaturan Fixed Display

18. Setelah pengaturan Fixed Display selesai, pilih >OK, dan hail dapat dilihat pada

Gambar 6.

Gambar 6. Contoh tampilan Text pada screen

2. Lampu (Lamp)

Lampu dapat digunakan untuk indikator status pengoperasian. Pada prinsipnya hal yng

dilakukan sama seperti menulis karakter (text). Untuk penulisan lampu (lamp) dapat

dilakukan sebagai berikut:

2.1 Pilih >Standard lamp (gambar lampu) pada taskbar di window NT-series

Support Tools.

2.2 Arahkan pointer pada screen, kemudian >Klik didaerah yang akan ditempati

untuk lampu.

2.3 Kemudian window standard lamp akan muncul seperti yang ditunjukkan Gambar

7 (a).

2.4 Lakukan pengaturan untuk standard lamp sesuai Gambar 7 (b). pengaturan ini

tidak harus sama dengan Gambar, tetapi dapat dilakukan variasi pada shape dan

colour-nya.

(a) (b)

Gambar 8. Pengaturan General pada standard lamp

2.5 pilih >Light function pada standard lamp.

2.6 Pilih >Set, kemudian lakukan pengaturan untuk alamat PLC yang akan

digunakan untuk men-switch lamp pada programmable terminal seperti yang

ditunjukkan pada gambar 9 (a). Kemudian pilih >OK, dan akan tertampil gambar

9 (b). Sebagai contoh, alamat yang dipakai untuk men-swicth lamp dari PLC

adalah alamat data memori (DM) 10, bit 0.

(a) (b)

Gambar 9. Pengaturan light function pada standard lamp

2.7 Pilih >Label pada standard lamp.

2.8 Centang tanda label kemudian pilih >Edit pada window label. Lakukan

pengaturan sesuai Gambar 10 (a), perlu diingat bahwa pengaturan tidak harus

sama seperti pada Gambar. Apabila pengaturan telah selesai kemudian pilih >OK

dan Gambar 10 (b) akan tertampil.

(a) (b)

Gambar 10. Pengaturan label pada standard lamp

2.9. Setelah pengaturan pada standard lamp selesai, maka pada screen akan tertampil

seperti pada Gambar 11.

Gambar 10. Hasil penulisan pada lamp

3. Touch Switch

Touch switch dapat digunakan pada programmable terminal. Tombol touch switch

mempunyai banyak fungsi salah satunya untuk menampilkan layar baru (screen 2). Untuk

fungsi yang lain dapat dilihat pada setting di tombol touch switch. Penulisan tombol

touch switch yang difungsikan untuk menampilkan layar baru (screen 2) dapat dilakukan

sebagai berikut:

3.1 Pilih tombol touch switch pada taskbar di window NT-series support tools.

3.2 Arahkan pointer pada screen yang akan ditempati tombol touch swicth.

3.3 Kemudian window touch switch akan muncul seperti yang ditunjukkan Gambar 11.

3.4 Lakukan pengaturan untuk general pada window touch switch sesuai yang

ditunjukkan Gambar 12.

3.5 Lakukan pengaturan untuk setting pada window touch switch sesuai yang


3.6 pada screen no dapat diisi screen 2, 3 atau 4 dll. sesuai yang kita inginkan

3.7 Lakukan pengaturan untuk light function pada window touch switch sesuai yang


3.8 Lakukan pengaturan untuk label pada window touch switch sesuai yang ditunjukkan

Gambar 15.

3.9 Kemudian pilih >Edit, dan lakukan pengaturan sesuai yang ditunjukkan Gambar 16.

3.10 Semua pengaturan dapat dimodifikasi sesuai yang kita inginkan, jadi tidak harus

sama dengan cara-cara diatas.

Gambar 11. Window touch switch

Gambar 12. Pengaturan touch switch <general>

Gambar 13. Pengaturan touch switch <setting>

Gambar 14. Pengaturan touch switch <light function>

Gambar 14. Pengaturan touch switch <label>

Gambar 15. Pengaturan touch switch <touch switct<label>>

3.11 Setelah pengaturan pada touch switch selesai, maka pada screen akan tertampil

seperti pada Gambar 16.

3.12 Apabila tombol layar 2 ditekan, maka yang tertampil adalah screen No 2.

3.13 Apabila ada yang kurang dimengerti, maka untuk lebih jelasnya dapat dibaca pada

manual book programmable terminal.

Gambar 16. Hasil penulisan pada touch switch

3.14 Kemudian timbul pertanyaan bagaimana cara membuat screen 2?, screen 2 dapat

dibuat dengan cara berikut:

3.15 Arahkan pointer pada operational manual.onw dan bukannya standard screen.

3.16 Klik kanan pada >standard screen seperti yang ditunjukkan pada Gambar 17.

Gambar 17. Cara membuat screen baru

3.17 Kemudian akan tertampil window seperti yang ditunjukkan pada Gambar 18.

3.18 Kemudian klik >Ok, dan akan tertampil window seperti pada Gambar 19.

3.19 Isikan screen number dengan 2, dan kemudian pilih >Ok.

3.20 Screen No 2 akan tertampil seperti yang ditunjukkan pada Gambar 20.

3.21 Screen No 2 ini dapat diprogram seperti pada screen No 1.



Gambar 20. Hasil screen baru

4. Grafik (Trend Graph)

Grafik suatu proses produksi juga dapat ditampilkan pada programmable terminal. pada

contoh penulisan grafik ini, screen No yang digunakan adalah screen No 2. Penulisan

grafik pada programmable terminal dapat dibuat sebagai berikut:

4.1 Pilih tombol trend graph pada taskbar di window NT-series support tools.

4.2 Arahkan pointer pada screen yang akan ditempati tombol trend graph.

4.3 Kemudian window trend graph akan muncul seperti yang ditunjukkan Gambar 21.

Gambar 21. Window trend graph

4.4 Lakukan pengaturan pada trend graph <general> seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 22.

4.5 Pengaturan dapat dimodifikasi sesuai yang kita inginkan, misalnya untuk pengaturan

sampling cycle atau direction.

4.6 Lakukan pengaturan pada trend graph <setting> seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 23.

4.7 Pilih >line property pada window trend graph <setting>.

4.8 Lakukan pengaturan sesuai yang ditunjukkan pada gambar 24.

4.9 Pada trend graph <line>, nilai table entry yang akan ditampilkan harus dari alamat

(misal DM) dari PLC. jadi berapapun nilai alamat yang ditunjuk akan ditampilkan

pada grafik.

Gambar 22. Pengaturan trend graph <general>

Gambar 23. Pengaturan trend graph <setting>

4.10 Untuk style dapat diatur sesuai yang kita inginkan.

4.11 Dalam contoh ini diambil data yang akan ditampilkan maksimal adalah 100 dan

minimal 10, maka pada -100% diisi 10, pada 0% juga diisi 0 dan pada 100% diisi

100. Nilai maksimal yang ditampilkan juga bisa diambil dari suatu alamat PLC yaitu

dengan cara memilih table entry.

Gambar 24. Pengaturan trend graph <line>

4.12 Kemudian apabila pengaturan trend graph <line> selesai, klik >aplly dan kemudian

pilih >Ok.

4.13 Hasil untuk penulisan grafik dapat dilihat pada Gambar 25.

Gambar 25. Hasil trend graph

5. Numeral Display

Numeral display berfungsi untuk menampilkan suatu angka-angka yang disimpan

pada suatu alamat (misal DM) pada PLC. Numeral display dapat dituliskan pada

programmable terminal NT30C. Numeral display ini dituliskan pada screen Number

pada screen No 1. Langkah-langkah penulisan numeral display dapat dibuat sebagai

berikut:

5.1 Pilih tombol numeral display pada taskbar di window NT-series support tools.

5.2 Arahkan pointer pada screen yang akan ditempati tombol numeral display.

5.3 Kemudian window numeral display akan muncul seperti yang ditunjukkan Gambar

26.

Gambar 26. Window numeral display

5.4 Lakukan pengaturan pada window numeral display <general> seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 27.

5.5 Pengaturan numeral display <general> dapat dimodifikasi sesuai yang kita inginkan.

5.6 Lakukan pengaturan pada window numeral display <setting> seperti yang

ditunjukkan pada Gambar 28.

Gambar 27. Pengaturan numeral display <general>

Gambar 28. Pengaturan numeral display <settingl>

5.7 Kemudian apabila pengaturan numeral display <settingl> selesai, klik >aplly dan

kemudian pilih >Ok.

5.8 Hasil untuk penulisan numeral display dapat dilihat pada Gambar 29.

Gambar 29. Hasil numeral display

NB: Untuk fungsi-fungsi yang lain dapat dilihat pada manual book programmable

terminal NT30C

dc control drive pada sistem kendali terdistribusi …

Documents