20
BAB III
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM
Pada bab ini menjelaskan tentang perancangan dan pembuatan sistem kontrol,
dengan software yang akan digunakan untuk mendukung keseluruhan sistem yang
akan di ujikan. Software sendiri adalah bagian yang saling terhubung dalam
sistem, dan software nanti akan di jadikan sebagai perantara antara komputer
dengan hardware.
3.1 Desain Sistem
Pada tahap ini yang dilakukan adalah membuat perancangan dan pembuatan
sistem yaitu membuat diagram blok sistem, menentukan dan menyusun algoritma
untuk perancangan perangkat lunak.
Gambar 3.1 Diagram blok sistem monitor dan kontrol
3.2 Rancangan Rangkaian Daya pada PLC dan HMI
Rangkaian membutuhkan power supply untuk mengaktifkan sistem. Tegangan
masukan yang dibutuhkan adalah 220 VAC. PLC dan HMI membutuhkan tegangan
24 Volt.
Power Supply
PLC RelayPerangkat
KerasHMI
BluetoothModule
Android
YY
21
Gambar 3.2 Rangkaian daya PLC dan HMI
3.3 Rancangan HMI
3.3.1 Perangkat Keras HMI
HMI yang digunakan dalam sistem ini adalah OMRON NB7W-TW00B.
Power supply 24 VDC. PC dihubungkan ke HMI dengan menggunakan USB slave
terminal. HMI dihubungkan ke PLC dengan menggunakan kabel RS232 9 pin.
Gambar 3.3 HMI Omron NB7W-TW00B
L
N
GND
24V
0V
5V
0V
L
L
LHMI
PLC
Power SupplyInput 220 VAC /Output 24 VDC
5 Ampere
Power SupplyInput 220 VAC /Output 24 VDC
5 Ampere
24V
0V
24V
0V
5V
0V
N
GND
N
GND
N
24V
0V
22
Gambar 3.4 Hubungan HMI dengan PLC dan PC
3.3.2 Rancangan Layout HMI
Pada perancangan layout HMI ini terdapat 3 pilihan menu utama dan 1 buah
tombol emergency yaitu:
a. Kopi coklat, yaitu fasilitas yang disediakan kepada operator untuk
menjalankan mesin secara otomatis dalam pembuatan kopi coklat.
b. Kopi susu, yaitu fasilitas yang disediakan kepada operator untuk
menjalankan mesin secara otomatis dalam pembuatan kopi susu.
c. Kopi murni, yaitu fasilitas yang disediakan kepada operator untuk
menjalankan mesin secara otomatis dalam pembuatan kopi murni.
d. Tombol emergency, yaitu fasilitas yang disediakan kepada operator untuk
memberhentikan proses apabila terjadi kesalahan pada sistem tersebut.
Pada menu ini tampilan layar menunjukkan beberapa kondisi yang sedang
terjadi selama proses berlangsung. Dan juga disediakan beberapa tambahan fitur
untuk mempermudah operator melakukan pemeriksaan. Misalnya tentang valve
membuka atau menutup, conveyor berjalan atau berhenti dan proses
penyeduhannya.
Data RS232 Cable
Power Supply
ProgrammingUSB Slave Cable
23
Gambar 3.5 Layout process HMI
3.4 Perancangan Wiring pada PLC
Sebelum pemrograman dilakukan hal terpenting yang dilakukan adalah
pengalamatan dan merancang alamat mana yang akan dipakai pada PLC. Alamat
yang dipersiapkan meliputi input PLC dan output PLC. PLC yang digunakan adalah
PLC Omron CPM2A-60CDR-A dengan 36 input dan 24 output. Input yang
digunakan mempunyai alamat 0000 – 0011, 0100 – 0111, 0200 – 0211. Sedangkan
output yang digunakan adalah 1000 – 1007, 1100 – 1107, 1200 – 1207.
3.4.1 Melakukan Pemrograman PLC
Memprogram PLC adalah hal yang sangat penting untuk bisa menjalankan
hardware dengan otomatis. Software yang digunakan untuk membuat program ini
adalah CX-Programmer. Langkah awal yang harus dilakukan apabila software ini
belum terinstal di PC adalah install terlebih dahulu dengan mengikuti petunjuk-
petunjuk yang sudah ada. Setelah semuanya siap untuk dijalankan maka CX-
Programmer siap untuk digunakan. Cara membuat program menggunakan CX-
Programmer sebagai berikut:
24
a. Hidupkan PLC Omron CPM2A, dengan menyambungkan kabel power
sampai indikator lampu PWR pada PLC menyala.
b. Hubungkan PLC Omron CPM2A dengan PC menggunakan kabel RS232
dengan memakai kabel konverter USB.
c. Buka software untuk membuat program yaitu CX-Programmer.
d. Pilih new untuk membuat program baru atau klik pada taskbar file kemudian
new maka akan muncul seperti gambar 3.5.
Gambar 3.6 Tampilan new PLC
e. Setting device type pada CPM2* dan beri nama pada device name. Setelah
itu setting network type pada SYSMAC WAY. Setelah itu pilih OK maka
akan muncul tampilan awal seperti pada gambar 3.6.
Gambar 3.7 Tampilan program awal setelah pilih OK
25
3.5 Desain Flowchart Kopi Vietnam Drip
Start
Power
TombolCoklat
TombolSusu
TombolKopi
MS = onConveyor jalan
MS = onConveyor jalan
MS = onConveyor jalan
Limit Switch = on
MS = offConveyor berhenti
Timer LS5 Detik
Timer LS5 Detik
Timer LS5 Detik
M1 = onPutar kiri 1 detik
Buka
Timer jeda coklat 12 detik
M1 = onPutar kanan 0,8 detik
Tutup
MS = onConveyor jalan 5,6
detik
MS = offConveyor berhenti
Limit Switch = on
Limit Switch = on
MS = offConveyor berhenti
MS = offConveyor berhenti
MS = onConveyor jalan 2,5
detik
MS = offConveyor berhenti
M2 = onPutar kiri 1 detik
Buka
Timer jeda coklat 12 detik
M2 = onPutar kanan 1 detik
Tutup
MS = onConveyor jalan 4,1
detik
MS = offConveyor berhenti
MS = onConveyor jalan 5,6
detik
MS = offConveyor berhenti
M3 = onPutar kiri 1 detik
Buka
Timer jeda coklat 3 detik
M3 = onPutar kanan 0,9 detik
Tutup
M8 = onPutar kanan 11,3 detik
Drip kanan
M4 = onPutar kiri 3,8 detik
Turun
1
26
M5 = onPutar kiri 0,5 detik
Buka
Timer jeda M5 2 detik
M5 = onPutar kiri 1 detik
Tutup
Timer jeda tetesan pertama
40 detik
M5 = onPutar kiri 0,5 detik
Buka
Timer jeda M5 2,5 detik
M5 = onPutar kiri 1 detik
Tutup
Timer jeda tetesan kedua
90 detik
M4 = onPutar kanan 3,8 detik
Naik
M8 = onPutar kiri 11,3 detik
Drip kiri
MS = onConveyor jalan 1,7
detik
MS = offConveyor berhenti
M6 = onPutar kiri 4,5 detik
Turun
M7 = onPutar 3 detikPutaran aduk
M6 = onPutar kanan 4,5 detik
Naik
MS = onConveyor jalan 5
detik
MS = offConveyor berhenti
End
1
Gambar 3.8 Flowchart proses Kopi Vietnam Drip
27
3.6 Desain Ladder Diagram Kopi Vietnam Drip
28
29
30
31
32
33
Gambar 3.9 Ladder diagram proses Kopi Vietnam Drip
34
3.7 Desain Software Monitoring Bahan Kopi Vietnam Drip dengan Bluetooth
Desain program monitoring dengan bluetooth ini memiliki kaitan dengan
aplikasi pada smartphone android untuk saling berkomunikasi, maka diperlukan
program mikrokontroler. Fungsi utama program mikrokontroler adalah sebagai
driver alat yang akan dimonitor. Program ini dibuat dengan menggunakan bahasa
C++ dengan beberapa fitur diantaranya adalah :
1. Sisa kopi (%)
2. Sisa coklat (%)
3. Sisa susu (%)
4. Temperatur air(°C)
3.7.1 Flowchart Alur Kerja Bluetooth
Gambar 3.10 Flowchart alur kerja bluetooth
Start
MencariPerangkatBluetooth
Bluetoothditemukan
Terhubung
Koneksistabil
TerhubungKe terminal
End
Perangkat tidakditemukan
No
No
Ya
Ya
35
3.7.2 Flowchart Monitor Bahan Kopi Vietnam Drip
Start
MencariPerangkatBluetooth
Bluetoothditemukan
Terhubung
Koneksistabil
TerhubungKe terminal
End
Perangkat tidakditemukan
No
No
Ya
Ya
Sisa kopi (%) Sisa coklat (%) Sisa susu (%) Temperatur air (° C)
Gambar 3.11 Flowchart monitor bahan Kopi Vietnam Drip dengan bluetooth
36
3.7.3 Desain Script Program Mikrokontroler
#include <OneWire.h>
#include <DallasTemperature.h>
#define trigPin1 3
#define echoPin1 2
#define trigPin2 4
#define echoPin2 5
#define trigPin3 6
#define echoPin3 7
long duration, distance, RightSensor,BackSensor,FrontSensor,LeftSensor;
OneWire ourWire(8); //Se establece el pin 2 como bus OneWire
DallasTemperature sensors(&ourWire);
void setup()
{
delay(1000);
Serial.begin (9600);
sensors.begin();
Serial.begin (9600);
pinMode(trigPin1, OUTPUT);
pinMode(echoPin1, INPUT);
pinMode(trigPin2, OUTPUT);
pinMode(echoPin2, INPUT);
pinMode(trigPin3, OUTPUT);
pinMode(echoPin3, INPUT);
}
void loop() {
SonarSensor(trigPin1, echoPin1);
RightSensor = distance;
SonarSensor(trigPin2, echoPin2);
LeftSensor = distance;
SonarSensor(trigPin3, echoPin3);
FrontSensor = distance;
37
sensors.requestTemperatures(); //Se envía el comando para leer la temperatura
float temp= sensors.getTempCByIndex(0);
Serial.print("Temperatur : ");
Serial.print(temp);
Serial.println(" *C ");
//delay(100);
/*Serial.print(LeftSensor);
Serial.print(" ==== ");
Serial.print(FrontSensor);
Serial.print(" ==== ");
Serial.println(RightSensor);
*/
int a=map(LeftSensor,5,16,100,0);
Serial.print("Sisa Susu : ");
Serial.print (a);
Serial.println(" % ");
int b=map(FrontSensor,5,16,100,0);
Serial.print("Sisa Coklat : ");
Serial.print (b);
Serial.println(" % ");
int c=map(RightSensor,5,16,100,0);
Serial.print("Sisa Kopi : ");
Serial.print (c);
Serial.println(" % ");
Serial.println(" ");
Serial.println(" ");
delay (2000);
}
void SonarSensor(int trigPin,int echoPin)
{
digitalWrite(trigPin, LOW);
delayMicroseconds(2);
38
digitalWrite(trigPin, HIGH);
delayMicroseconds(10);
digitalWrite(trigPin, LOW);
duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance = (duration/2) / 29.1;
}