mesin pemecah telur dan pemisah isi telur berbasis … · sistem ini menggunakan hmi sebagai gui...

i

TUGAS AKHIR

MESIN PEMECAH TELUR DAN PEMISAH ISI

TELUR BERBASIS PLC OMRON CPM2A

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Oleh :

ROBERTUS ERY PRASETYO

NIM : 165114042

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

EGG-BREAKER AND SEPARATOR OF EGG

CONTENTS MACHINE BASED ON OMRON CPM2A

PLC

In a partial fulfilment of the requirements

for the degree of Sarjana Teknik

Department of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University

ROBERTUS ERY PRASETYO

NIM : 165114042

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2019


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

FINISH

WHAT

YOU

START

SKRIPSI INI SAYA

PERSEMBAHKAN UNTUK

ORANG TUA DAN KELUARGA

TERCINTA


viii

INTISARI

Dalam berbagai hal, sistem otomasi sudah banyak dikembangkan, mulai dari industri

manufaktur hingga pengolahan makanan. Kebutuhan pada industri tentunya sangat banyak.

Karena sebuah industri pastinya memproduksi banyak produk. Terlebih produsen makanan

seperti roti yang membutuhkan banyak berbahan telur. Sehingga diperlukan mesin otomasi

untuk mempersingkat waktu pekerjaan dan menghemat tenaga.

PLC adalah salah satu komponen penting yang digunakan dalam proses otomasi.

Dengan memadukan berbagai macam sensor sebagai masukan dan berbagai aktuator

sebagai keluaran sehingga dapat menggerakkan sistem mekanik secara sekuensial atau

berurutan. Sistem ini menggunakan HMI sebagai GUI untuk mengendalikan sistem dan

memberikan masukan ke PLC berupa banyaknya jumlah telur yang ingin diproses.

GUI untuk sistem pemecahan dan pemisahan isi telur dapat melakukan komunikasi

dengan PLC Omron CPM2A untuk mengendalikan dan juga memonitoring sistem. Sensor

limit switch dan sensor proximity capacitive dapat bekerja dengan baik untuk memberi

sinyal ke PLC. Masukan dan keluaran dapat bekerja dengan baik dan sesuai program

sekuensial yang dibuat. Pengujian keberhasilan pemecahan telur adalah 90% dan

keberhasilan pemisahan telur sebesar 35%. Terjadinya ketidakberhasilan disebabkan

karena berbagai faktor antara lain ukuran telur, posisi telur, dan sistem mekaniknya yang

masih kurang baik.

Kata kunci: PLC Omron CPM2A, otomasi, telur.


ix

ABSTRACT

In many ways, automation systems have been developed, ranging from

manufacturing to food processing. The need for industry. Because an industry certainly

produces a lot of products. Best-selling foods, such as bread, require a lot of eggs. Requires

an automation engine to shorten work time and require energy.

PLC is one of the important components used in the automation process. By

combining various sensors as input and various actuators as output so that it can move the

mechanical system sequentially or sequentially. This system uses HMI as a GUI to control

the system and provides input to the PLC which contains the number of eggs you want to

process.

The GUI for solving systems and managing eggs can communicate with the Omron

CPM2A PLC to control and supervise the system. The limit switch sensor and the

proximity capacitive sensor work well to give signals to the PLC. Issued and issued can

work well and according to the sequential program created. The test successfully broke the

egg is 90% and successfully completed by 35%. The failure occurred due to various factors

including egg size, egg position, and mechanical systems that are still not good.

Keywords: PLC Omron CPM2A, automation, eggs.


x

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya

sehingga Tugas akhir berjudul “Mesin Pemecah Telur dan Pemisah Isi Telur Berbasis PLC

Omron CPM2A” dapat terselesaikan dengan baik.

Tugas akhir ini merupakan salah satu syarat bagi mahasiswa jurusan Teknik Elekreo

untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik di Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Tugas

akhir ini dapat diselesaikan dengan baik atas bantuan dan dukungan dari berbagai pihak.

Oleh karena itu, penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada:

1. Orang tua dan keluarga tercinta selalu memberikan dukungan dalam hal moral dan

juga materi.

2. Bapak Martanto, S.T., M.T, selaku dosen pembimbing yang membimbing dengan

penuh kesabaran memberi ide, masukkan, dan saran dalam masa pengerjaan proposal

hingga tugas akhir ini.

3. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta.

4. Bapak Damar Widjaja, M.T, selaku Dosen pembimbing akademik yang selalu

memberi dukungan dan perhatian.

5. Seluruh teman-teman grup “END TA” Vinsen, Panji, Tian, Yulis, Mazmur, Abe,

Marco, Dede, Sesa, Yogi, Albert, Alex, Pilar, Arias, dan Kevin (Abot). yang selalu

ada untuk membantu dan menghibur pagi, siang, sore, malam selama pengerjaan

Tugas Akhir.

6. Teman-teman Teknik Elektro angkatan 2016 yang telah banyak berbagi kebersamaan

selama masa perkuliahan.

7. Teman-teman dari Politeknik Mekatronika Sanata Dharma angkatan 2013 yang telah

banyak memberi dukungan dalam penyelesaian tugas akhir.

8. Teman alumni Politeknik Mekatronika Sanata Dharma Carlos Krisdaryanto Putro

yang banyak membantu dan memberi solusi dalam pembuatan hardware.

9. Dan semua pihak yang tidak dapat dsebutkan satu persatu yang telah memberikan

bantuan dalam bentuk materi dan moral dalam menyelesaikan perkuliahan dan tugas

akhir ini.


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL (BAHASA INDONESIA) ................................................................... i

HALAMAN JUDUL (BAHASA INGGRIS) ........................................................................ ii

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................................. iii

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................................. iv

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

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ..................................................... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ............... vii

INTISARI ........................................................................................................................... viii

ABSTRACT ......................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ........................................................................................................... x

DAFTAR ISI ....................................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR.......................................................................................................... xiv

DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xvi

BAB I..................................................................................................................................... 1

PENDAHULUAN ................................................................................................................. 1

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

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

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

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

BAB II ................................................................................................................................... 5

DASAR TEORI ..................................................................................................................... 5

2.1. PLC (Programmable Logic Controller) ............................................................... 5

2.2. PLC Omron CPM2A............................................................................................. 5

2.3. HMI (Human Machine Interface) ......................................................................... 6

2.4. RS-232C ................................................................................................................ 7

2.5. Motor DC .............................................................................................................. 7

2.6. Sensor Proximity Kapasitif ................................................................................... 8

2.7. Limit Switch .......................................................................................................... 9

2.8. Solenoid Elektromagnetik ................................................................................... 10

2.9. Relay ................................................................................................................... 10

2.10. Power Supply ...................................................................................................... 12

2.11. Mekanisme Pemecahan Telur ............................................................................. 12


xiii

2.12. Analisis Statistik ................................................................................................. 13

BAB III ................................................................................................................................ 15

RANCANGAN PENELITIAN ........................................................................................... 15

3.1. Proses Kerja Sistem ............................................................................................ 15

3.2. Perancangan Sistem Perangkat Keras ................................................................. 16

3.2.1. Perancangan Perangkat Keras (Keseluruhan) ............................................ 16

3.2.2. Perancangan Konveyor .............................................................................. 19

3.2.3. Perancangan Pemecahan Dan Pemisahan Telur ........................................ 20

3.2.4. Perancangan Penggerak ............................................................................. 21

3.2.5. Perancangan Sensor Kapasitif ................................................................... 23

3.2.6. Perancangan Pendeteksi Wadah ................................................................ 23

3.2.7. Perancangan Pengkabelan PLC ................................................................. 24

3.3. Rancangan Perangkat Lunak ............................................................................... 26

3.3.1. Diagram Alir Proses Kerja Sistem ............................................................. 26

3.3.2. Diagram Alir Program PLC ....................................................................... 28

3.3.3. Perancangan HMI ...................................................................................... 32

BAB IV ................................................................................................................................ 34

HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................................... 34

4.1. Bentuk Fisik Mesin dan Hardware Elektronik .................................................... 34

4.1.1. Bentuk Fisik Mesin .................................................................................... 34

4.1.2. Cara Penggunaan Alat ............................................................................... 37

4.2. Pengujian Sistem ................................................................................................. 37

4.2.1. Pengujian Sekuensial ................................................................................. 38

4.2.2. Pengujian Pemecahan dan Pemisahan Isi Telur ........................................ 43

4.3. Komunikasi HMI, PLC, dengan Hardware ........................................................ 44

4.3.1. Komunikasi Sensor dengan PLC ............................................................... 44

4.3.2. Komunikasi HMI dengan PLC .................................................................. 49

BAB V ................................................................................................................................. 60

KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................................................... 60

5.1. Kesimpulan ......................................................................................................... 60

5.2. Saran ................................................................................................................... 60

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 61

LAMPIRAN ........................................................................................................................ 63


xiv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Blok diagram sistem. ........................................................................................ 3

Gambar 2.1 Programmable Logic Control [4]. ..................................................................... 5

Gambar 2.2 Konfigurasi PLC Omron CPM2A [17]. ............................................................ 6

Gambar 2.3 HMI [5]. ............................................................................................................. 6

Gambar 2.4. Konfigurasi pin konektor RS232 [18] .............................................................. 7

Gambar 2.5. motor DC [8]..................................................................................................... 8

Gambar 2.6. konsep sensor kapasitif [6]. .............................................................................. 9

Gambar 2.7. Sensor proximity kapasitif [16]. ........................................................................ 9

Gambar 2.8. Simbol Limit Switch [9]. .................................................................................. 9

Gambar 2.9. Limit Switch [13]. ............................................................................................. 9

Gambar 2.10. Solenoid Elektromagnetik [9]. ...................................................................... 10

Gambar 2.11. Bentuk Fisik Solenoid Elektromagnetik [14]. .............................................. 10

Gambar 2.12. Skema relay elektromekanik [9]. .................................................................. 11

Gambar 2.13. Konfigurasi Kontak Relay [12]. .................................................................... 12

Gambar 2.14. Power Supply [15]. ....................................................................................... 12

Gambar 3.1. Diagram perancangan. .................................................................................... 15

Gambar 3.2. Pandangan isometri kanan. ............................................................................. 16

Gambar 3.3. Pandangan isometri kiri. ................................................................................. 17

Gambar 3.4. Mekanisme solenoid pemecah telur. .............................................................. 17

Gambar 3.5. Dimensi mesin. ............................................................................................... 18

Gambar 3.6. Konveyor. ....................................................................................................... 19

Gambar 3.7. Mekanisme pemecahan telur .......................................................................... 20

Gambar 3.8. Jalur pemisah isi telur. ................................................................................... 20

Gambar 3.9. Perancangan sensor kapasitif .......................................................................... 23

Gambar 3.10. Detail limit switch pendeteksi wadah. .......................................................... 24

Gambar 3.11. Diagram pengkabelan PLC. .......................................................................... 25

Gambar 3.12. Perancangan pengkabelan motor DC dan Solenoid ..................................... 26

Gambar 3. 13. Diagram alir keseluruhan sistem. ................................................................ 27

Gambar 3.14. Simbol ladder shift register. .......................................................................... 28

Gambar 3.15. Penempatan alamat shift register. ................................................................. 29

Gambar 3.16. Diagram alir PLC. ......................................................................................... 30


xv

Gambar 3.17. Diagram alir PLC (lanjutan). ........................................................................ 31

Gambar 3.18. Desain tampilan HMI. .................................................................................. 32

Gambar 4.1. bentuk fisik mesin dan panel elektronik ......................................................... 34

Gambar 4.2. Bentuk fisik mesin .......................................................................................... 35

Gambar 4.3. Bagian pemecah telur. .................................................................................... 35

Gambar 4.4. Hardware elektronik ....................................................................................... 36

Gambar 4.5. Timing diagram sekuensial kondisi pertama. ................................................. 39

Gambar 4.6. diagram ladder shift register ........................................................................... 40

Gambar 4.7. Posisi alamat shift register pada konveyor ..................................................... 40

Gambar 4.8. Timing diagram sekuensial kondisi kedua. .................................................... 41

Gambar 4.9. Timing diagram sekuensial kondisi ketiga. .................................................... 42

Gambar 4.10. Diagram ladder timer00 ................................................................................ 42

Gambar 4.11. Diagram Ladder timer03............................................................................... 43

Gambar 4.12. Sensor kapasitif diatas .................................................................................. 45

Gambar 4.13. Sensor kapasitif disamping ........................................................................... 45

Gambar 4.14. LS1 mendeteksi pin ...................................................................................... 45

Gambar 4.15. LS2 mendeteksi wadah ................................................................................. 45

Gambar 4.16. Konfigurasi RS232 untuk HMI ke PLC ....................................................... 49

Gambar 4.17. Program ladder output K1 dan L2 ................................................................ 50

Gambar 4.18. Program ladder pembanding nilai ................................................................. 51

Gambar 4.19. Program ladder kondisi pertama. .................................................................. 51

Gambar 4.20. Program ladder saat tombol stop ditekan. .................................................... 52

Gambar 4.21. Program ladder CNT02 sebelum di reset .................................................... 53

Gambar 4.22. Program ladder CNT02 sesudah di reset ...................................................... 53

Gambar 4. 23. Tampilan error HMI .................................................................................... 53

Gambar 4.24. Tampilan mengubah nilai counter ................................................................ 54

Gambar 4.25. Nilai DM100 sebelum diubah. ...................................................................... 54

Gambar 4.26. Nilai DM100 sesudah diubah ....................................................................... 54


xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1. Keterangan bagian mesin ................................................................................... 18

Tabel 3.2. Input PLC. .......................................................................................................... 25

Tabel 3.3. Output PLC. ........................................................................................................ 25

Tabel 3.4. Tabel shift register. ............................................................................................. 29

Tabel 3.5. Pengalamatan HMI. ............................................................................................ 33

Tabel 4.1. Jumlah telur yang diproses ................................................................................. 37

Tabel 4.2. Hasil pengujian kondisi pertama ........................................................................ 43

Tabel 4.3. Pengujian sensor ke PLC .................................................................................... 46

Tabel 4.4. pengalamatan HMI ............................................................................................. 49

Tabel 4.5. Indikator HMI dengan PLC ................................................................................ 56


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Telur merupakan salah satu kebutuhan pokok masyarakat. Konsumen telur tidak

hanya dari kalangan rumah tangga saja, tetapi juga sampai kalangan industri kecil hingga

industri besar. Salah satunya adalah industri makanan terutama roti, dimana telur

merupakan salah satu bahan pokok pembuatan produk setelah tepung terigu.

Pengolahan bahan-bahan dasar tersebut pasti membutuhkan perlakuan khusus

sebelum proses berikutnya. Sebuah produsen menggunakan kuning telur untuk

menghasilkan roti yang bertekstur lembut, sedangkan putih telur bisa digunakan untuk

adonan kue yang bertekstur keras seperti biskuit, kue putri salju, lidah kucing, dan lain-

lain. Contoh pada kasus ini adalah perlakuan khusus pada telur sebelum masuk ke proses

pencampuran adonan, yaitu memecahkan telur kemudian memisahkan isi telur antara

kuning dan putih telurnya. Terlebih apabila jumlah telur yang perlu dikerjakan dalam

jumlah sangat banyak. Apabila kedua hal tersebut dilakukan secara manual, tentu akan

kurang efisien dari segi waktu dan juga banyak tenaga kerja yang digunakan untuk

mengerjakan pekerjaan tersebut.

Sistem inilah yang menjadi dasar untuk merancang alat berupa prototype yang dapat

melakukan pemecahan telur dan pemisahan isi telur. Perancangan mesin pemecah telur dan

pemisah isi telur ini merupakan pengembangan dari penelitian yang sebelumnya pernah

dibuat oleh Aris Setiawan dan Dad Safaqat pada tahun 2016, yang merupakan mahasiswa

alumni Politeknik Mekatronika Sanata Dharma [3] dan mesin dari pabrikan OVO-Tech

asal Polandia. Pengambangan pada rancangan mesin ini adalah dengan menambahkan fitur

untuk mengatur jumlah atau banyaknya telur yang akan diproses melalui masukkan dari

HMI yang terhubung pada PLC Omron.

Proses kerja pada sistem yang akan dibuat adalah sebagai berikut: telur ayam mentah

diletakkan pada penampungan telur sebelum masuk konveyor. Telur akan bergerak melalui

jalur penghubung penampungan ke lubang konveyor yang berbentuk landai. Setelah telur

sudah masuk pada konveyor, telur tersebut juga dideteksi oleh sensor kapasitif sebagai

tanda keberadaan telur di konveyor. Konveyor akan bergerak sepanjang jarak antar lubang

konveyor yang digerakkan oleh motor DC yang dikendalikan melalui program PLC


2

Omron. Setelah konveyor berhenti, telur akan ditekan oleh sebuah plat dari atas sehingga

pisau pembuka cangkang telur akan menusuk dari bagian bawah telur dan membuka

cangkang telurnya. Setelah cangkang terbuka, maka isi telur akan dijatuhkan ke jalur

pemisah isi telur. Kuning telur akan tetap melaju, sedangkan putih telur akan langsung

jatuh melalui sela-sela plat yang dibuat pada jalur pemisah tersebut. Isi putih telur dan

kuning telur masing-masing akan ditampung pada sebuah wadah. Pengambangan lainnya

pada rancangan mesin ini adalah dengan menambahkan fitur untuk mengatur jumlah atau

banyaknya telur yang akan diproses melalui masukkan dari HMI yang terhubung pada PLC

Omron.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari penelitian ini adalah:

4.2.1. Membuat mesin pemecah dan pemisah isi telur dengan kontrol PLC Omron.

Manfaat penelitian ini untuk:

1. Mempermudah pekerjaan memecahkan telur.

2. Mempercepat pekerjaan memisahkan isi telur.

1.3. Batasan Masalah

Penelitian ini akan dibatasi pada pembuatan mesin pemecah dan pemisah isi telur

berbasis PLC Omron. Spesifikasi mesin yang digunakan:

1. Obyek yang akan diproses adalah telur ayam.

2. PLC Omron sebagai perangkat kendali mesin.

3. Konveyor khusus untuk proses pemindahan telur.

4. Motor DC sebagai penggerak konveyor.

5. Sensor kapasitif untuk mendeteksi keberadaan telur.

6. HMI sebagai penampil informasi dan memberikan data masukan pada mesin.

7. Terdapat penampungan telur sebelum diproses.

8. Terdapat jalur pemisah isi telur.

9. Kapasitas penampungan telur 20 butir.

10. Jumlah maksimal telur yang doproses sebanyak 20 butir.


3

1.4. Metodologi Penelitian

Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai, metode yang digunakan dalam penyusunan

tugas akhir ini adalah:

1. Studi literatur.

Mencari informasi dan refrensi yang sesuai dengan permasalahan yang dibahas

dalam tugas akhir ini dengan membaca buku, artikel, mengenai PLC Omron,

motor DC, mekanisme pemecahan dan pemisahan isi telur, sensor, dan aktuator

yang digunakan.

2. Perancangan hardware.

Merancang gambaran mesin yang sesuai kebutuhan beserta komponen-komponen

yang digunakan sebagai input dan output seperti gambar 1.1, dan juga

memastikan mekanisme mesin pemecah telur dapat bekerja dengan benar.

Gambar 1.1. Blok diagram sistem.


4

3. Perancangan software.

Penggunaan PLC Omron sebagai pengendali utama pada mesin ini dan

diprogram menggunakan software CX-Programmer. Penyusunan HMI Omron

dengan NB-Designer. Memastikan input-output terhubung pada PLC dapat

bekerja atau saling berkomunikasi.

4. Pengujian dan pengumpulan data.

Pengujian dan pengumpulan data dilakukan dengan menjalankan beberapa siklus

proses mesin dengan beberapa kondisi. Antara lain: jumlah telur yang diproses

kurang dari banyaknya input dari HMI; jumlah telur yang diproses lebih banyak

dari besarnya input di HMI; serta kesesuaian antara jumlah perhitungan (counter)

pada HMI dengan banyaknya telur yang diproses. Data yang diambil adalah

banyaknya telur yang diproses.

5. Analisis data dan kesimpulan.

Analisis yang dilakukan adalah dengan menghitung banyaknya telur yang

berhasil dipisahkan isinya. Kesimpulan hasil percobaan dapat dilakukan dengan

menghitung presentase kesalahan yang terjadi. Untuk menentukan berhasil atau

tidaknya telur yang dipecahkan dan dipisahkan isinya, dapat dengan melakukan

pengamatan dari proses hingga hasil pemecahan dan pemisahan isi telur.


5

BAB II

DASAR TEORI

2.1. PLC (Programmable Logic Controller)

PLC merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis mikroprosesor yang

memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dan

untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi semisal logika, sekuensial, pewaktuan (timing),

pencacahan (counting), dan aritmatika. Guna mengkontrol proses pada mesin dan

dirancang untuk dioperasikan oleh para insinyur yang hanya memiliki sedikit pengetahuan

mengenai komputer dan bahasa pemrograman.

PLC memiliki keunggulan yang signifikan, karena sebuah perangkat pengontrol yang

sama dapat dipergunakan di dalam beraneka ragam sistem kontrol. Untuk memodifikasi

sebuah sistem kontrol dan aturan-aturan pengontrolan yang dijalankannya, yang harus

dilakukan oleh seorang operator adalah memasukkan seperangkat instruksi yang berbeda

dari yang digunakan sebelumnya. Penggantian rangkaian kontrol tidak perlu dilakukan.

Hasilnya adalah sebuah perangkat yang fleksibel dan hemat biaya yang dapat

dipergunakan di dalam sistem-sistem kontrol yang sifat dan kompleksitasnya sangat

beragam. Bentuk fisik PLC seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Programmable Logic Control [4].

2.2. PLC Omron CPM2A

PLC bekerja sesuai program yang telah dibuat pada perangkat pemrograman CX-

Programmer dari masukan hingga mengahasilkan keluaran yang diinginkan. PLC Omron

CPM2A adalah jenis PLC yang akan digunakan dalam penelitian ini. Input-output PLC ini

bermacam-macam yaitu 20, 30, 40, dan 60 I/O. Tegangan input dan output PLC Omron

CPM2A merupakan sinyal digital dengan tegangan 24 V [7].


6

Berikut adalah konfigurasi PLC Omron CPM2A yang ditunjukkan pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Konfigurasi PLC Omron CPM2A [17].

2.3. HMI (Human Machine Interface)

HMI (Human Machine Interface) adalah bagian dari mesin yang menangani interaksi

manusia dan mesin. Metode utama yang digunakan dalam antarmuka termasuk prototyping

dan simulasi. Pada HMI bisa dibuat tombol, switch, lampu, indikator, gambar, animasi

bahkan grafik. Pengkoneksian HMI dengan PLC dapat menggunakan kabel RS232 untuk

berkomunikasi. HMI ditunjukkan pada gambar 2.3.

Keunggulan menggunakan HMI:

a. Lebih mudah mendesain tampilan yang diinginkan pengguna.

b. Mudah dikoneksikan diperangkat lain seperti PLC.

c. Input-Output dapat dibuat dalam tampilan HMI.

Gambar 2.3 HMI [5].


7

2.4. RS-232C

RS232 adalah salah satu metode komunikasi asinkron. PLC memiliki port yang

digunakan untuk mengirim dan juga menerima data, dalam hal ini yang dikirimkan dan

diterima adalah tegangan. Agar dapat berkomunikasi melalui RS232, hal yang harus

dilakukan adalah menentukan dimana memori data akan disimpan atau dikirim.

Konfigurasi pin RS232 dapat dilihat pada gambar 2.4 dan tabel 2.1.

Gambar 2.4. Konfigurasi pin konektor RS232 [18]

Tabel 2.1. Konfigurasi pin konektor RS232

Pin Singkatan Keterangan

1. DCD Carrier Detect

2. RxD Receive Data

3. TxD Transmit Data

4. DTR Data Terminal Ready

5. GND Ground

6. DSR Data Set Ready

7. RTS Request To Send

8. CTS Clear To Send

9. RI Ring Indicator

2.5. Motor DC

Motor DC merupakan jenis motor listrik yang menggunakan arus searah untuk dapat

menghasilkan putaran. Torsi dan kecepatan motor DC dapat dikendalikan dengan baik,

oleh karena itu motor DC dapat memenuhi kebutuhan pada alat yang akan menggunakan

jenis motor ini. Motor DC bekerja dengan prinsip menghantarkan arus listrik yang

ditempatkan tegak lurus pada medan magnet. Besarnya gaya yang diperlukan untuk

menggerakkan rotor sebanding dengan kekuatan medan magnet, besar arus listrik, dan


8

panjang penghantar. Arah gerakan penghantar yang mengalirkan arus pada medan magnet ,

dapat menggunakan kaidah tangan kanan.

Arah putaran motor DC tergantung oleh arah arus yang mengalir pada jangkar dan

arah medan magnet. Kecepatan motor DC ini dipengaruhi faktor tegangan yang diberikan.

Semakin besar tegangan yang diberikan, semakin besar juga kecepatan putarnya. Selain

tegangan, faktor lain adalah beban yang akan diterima oleh motor DC tersebut.

Motor DC memiliki beberapa jenis yaitu motor DC magnet permanen, motor DC

seri, motor DC shunt, dan motor DC compound. Pada masing-masing motor DC tersebut

memiliki 2 bagian utama yaitu stator dan rotor. Fungsi stator adalah sebagai penghasil

medan magnet, sedangkan rotor adalah bagian motor listrik yang bergerak.

Pada perancangan alat ini, motor DC digunakan sebagai penggerak konveyor untuk

mekanisme pemindahan telur yang akan diproses, seperti ditunjukkan pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. motor DC [8].

2.6. Sensor Proximity Kapasitif

Sensor kapasitif merupakan sensor elektronika yang bekerja berdasarkan konsep

kapasitif. Sensor ini bekerja berdasarkan perubahan muatan energi listrik yang dapat

disimpan oleh sensor akibat perubahan jarak lempeng, perubahan luas penampang dan

perubahan volume dielektrikum sensor kapasitif tersebut. Konsep kapasitor yang

digunakan dalam sensor kapasitif adalah proses menyimpan dan melepas energi listrik

dalam bentuk muatan-muatan listrik pada kapasitor yang dipengaruhi oleh luas permukaan,

jarak dan bahan dielektrikum.

Pada perancangan ini, sensor kapasitif digunakan untuk mendeteksi obyek (telur

ayam) yang ada di tempat tampungan sebelum diproses. Bentuk sensor kapasitif,


9

ditunjukkan pada gambar 2.6, sedangkan bentuk fisik sensor kapasitif ditunjukkan pada

gambar 2.7.

Gambar 2.6. konsep sensor kapasitif [6].

Gambar 2.7. Sensor proximity kapasitif [16].

2.7. Limit Switch

Limit switch merupakan sensor yang bersifat diskrit. Pada umumnya limit switch

digunakan untuk mengetahui ada atau tidaknya obyek dilokasi tertentu. Limit switch akan

aktif apabila mendapatkan sentuhan atau tekanan dibagian tuas saklarnya secara fisik dari

suatu benda, sehingga dapat menghasilkan dua kondisi yaitu NO (Normally Open) dan NC

(Normally Close). Simbol gambar Limit Switch ditunjukkan pada gambar 2.8 dan bentuk

fisik limit switch ditunjukkan pada gambar 2.9.

Gambar 2.8. Simbol Limit Switch [9].

Gambar 2.9. Limit Switch [13].


10

2.8. Solenoid Elektromagnetik

Solenoid merupakan perangkat output diskrit. Solenoid berfungsi untuk mengubah

sinyal listrik menjadi gerakkan linier. Contoh aplikasinya adalah sebagai pemukul pada

sistem pensortiran barang. Solenoid dalam kondisi energized dan unenergized ditunjukkan

pada gambar 2.10, sedangkan bentuk fisik solenoid elektromagnetik ditunjukkan pada

gambar 2.11.

Gambar 2.10. Solenoid Elektromagnetik [9].

Gambar 2.11. Bentuk Fisik Solenoid Elektromagnetik [14].

2.9. Relay

Relay dalam dunia elektronika dikenal sebagai komponen yang dapat

mengimplementasikan logika switching. Relay yang paling sederhana adalah relay

elektromekanis yang memberikan pergerakan mekanis saat mendapatkan energi listrik

pada koil. Secara sederhana, relay elektromekanis dapat didefinisikan sebagai alat yang

menggunakan gaya elektromagnetik untuk membuka atau menutup kontak saklar.

Secara umum, relay digunakan untuk:

a. Remote control, dimana relay dapat dinyalakan atau mematikan alat dari jarak

jauh.

b. Penguatan daya, dimana relay dapat menguatkan arus atau tegangan.

c. Pengatur logika kontrol suatu sistem.

Relay terdiri dari coil dan contact. Pada gambar 2.11, coil adalah gulungan kawat,

sedangkan contact adalah sejenis saklar yang dapat bergerak tergantung ada atau tidaknya

arus listrik di coil. Secara sederhana cara kerja relay adalah ketika coil mendapat energi


11

listrik, akan timbul elektromagnet yang akan menarik armature yang berpegas, dan kontak

akan menutup. Bentuk fisik relay dapat dilihat pada gambar 2.12.

Gambar 2.12. Skema relay elektromekanik [9].

Relay dibedakan berdasarkan pole dan throw yang dimilikinya. Pole adalah

banyaknya kontak yang dimiliki oleh relay, sedangkan throw adalah banyaknya

kondisi/state yang dimiliki kontak tersebut. Berikut adalah penggolongan relay berdasar

jumlah pole dan throw, dan konfigurasinya pada gambar 2.13.

1. SPST (Single Pole Single Throw)

2. DPST (Double Pole Single Throw)

3. SPDT (Single Pole Double Throw)

4. DPDT (Double Pole Double Throw)

5. 3PDT (Three Pole Double Throw)

6. 4PDT (Four Pole Double Throw)


12

Gambar 2.13. Konfigurasi Kontak Relay [12].

2.10. Power Supply

Power supply dtitunjukkan pada gambar 2.14, merupakan sebuah komponen atau

perangkat yang mempunyai fungsi sebagai penyalur tegangan arus listrik untuk komponen

listrik DC. Power supply menggunakan listrik bolak-balik/AC kemudian diubah menjadi

listrik searah/DC [10].

Gambar 2.14. Power Supply [15].

2.11. Mekanisme Pemecahan Telur

Tekanan adalah besarnya gaya yang bekerja pada suatu benda setiap satuan luas

benda tersebut. Tekanan biasanya menggunakan simbol P (Pressure). Tekanan memiliki

satuan dasar yaitu Newton/m2, selain satuan tersebut, tekanan juga memiliki satuan

atmosfir (atm), psi, dan mmHg. Berdasarkan definisi diatas, maka tekanan dapat

dinyatakan dalam persamaan 2.1.


13

(2.1)

( ⁄ )

( )

( )

Berdasarkan rumus tersebut, maka dapat disimpulkan bahwa tekanan berbanding

terbalik dengan luas penampang. Artinya jika luas penampang diperkecil, maka nilai

tekanan akan menjadi semakin besar.

Teori inilah yang digunakan untuk merancang mekanisme pemecahan dan pembuka

cangkang telur. Telur ayam akan menerima gaya tekan dari atas agar tekanan dapat

mengakibatkan pecahnya telur oleh pisau yang berada dibawah telur. Kemudian pisau

tersebut akan bergerak untuk membuka telur melalui solenoid elektromagnetik sebagai

aktuatornya.

Torsi (τ) merupakan perkalian dari gaya (F) dan jarak (r) antara sumbu putaran dan

letak gaya. Besarnya torsi tergantung pada gaya yang diberikan serta jarak sumbu putaran

dengan letak gaya tersebut berada. Berdasarkan definisi torsi diatas, dapat dituliskan rumus

torsi seperti pada persamaan 2.2.

( ) (2.2)

( )

( )

( )

2.12. Analisis Statistik

2.12.1. Nilai Rata-Rata

Rata-rata atau Mean adalah ukuran statistik kecenderungan terpusat sama halnya

seperti median dan modulus. Perhitungan rata-rata dilakukan dengan menjumlahkan

seluruh nilai data suatu kelompok sampel, kemudian dibagi dengan jumlah sample

tersebut. Maka rumus rata-rata dapat dinyatakan seperti persamaan 2.3.

( ) (2.3)

Jika dengan notasi sigma, maka persamaan 2.2 dapat dinyatakan pada persamaan 2.4.


14

∑

(2.4)

Keterangan:


15

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1. Proses Kerja Sistem

Gambar 3.1. Diagram perancangan.

Perancangan alat ini terdiri dari beberapa bagian seperti pada diagram gambar 3.1,

yaitu perancangan perangkat keras prototype, perancangan input-output PLC sebagai

kendali utama, dan perancangan software HMI sebagai input serta monitoring sistem.

Proses kerja sistem adalah sebelum memulai jalannya mesin, pengguna dapat

mengatur jumlah telur yang akan diproses melalui masukan HMI kemudian menekan

tombol start yang tersedia di HMI. Telur dari tempat penampungan akan menggelinding

kearah ujung jalur jalannya telur yang berlubang, kemudian jatuh kedalam lubang

konveyor serta dideteksi oleh sensor kapasitif. Sensor kapasitif ini sekaligus sebagai

masukan untuk counter yang ditampilkan pada HMI. Setelah masuk kedalam lubang

konveyor, motor DC akan aktif dan menggerakkan konveyor sampai limit switch

medeteksi pin pada rantai dalam jarak yang sudah ditentukan. Yaitu saat telur sudah

sampai pada bagian mekanisme pemecahan. Pada saat konveyor berjalan membawa telur,

telur akan dilewatkan pada plat untuk menekan telur sehingga telur dapat tertusuk pisau

pembuka cangkang telur yang berada dibawahnya. Setelah konveyor berhenti, kedua

solenoid elektromagnetik yang menggerakkan mekanisme pembuka cangkang aktif


16

beberapa detik agar isi telur jatuh ke jalur pemisahan isi telur. Setelah beberapa detik

solenoid aktif, solenoid tersebut akan kembali nonaktif (pisau tertutup) kemudian konveyor

kembali berjalan perstep sampai cangkang telur jatuh dan terbuang pada ujung konveyor.

Telur yang sudah terjatuh pada jalur pemisahan isi telur putih dan kuning akan

melaju sampai ujung jalur dan dijatuhkan ke masing-masing wadah yang sudah tersedia.

Sistem ini juga dilengkapi sensor untuk mendeteksi ada atau tidaknya wadah penampung

isi telur. Cara kerja sensor ini adalah apabila tidak terdapat wadah penampung isi telur atau

proses pemecahan telur sudah selesai, mesin tidak dapat langsung bekerja jika ditekan

tombol start. Mesin dapat kembali distart apabila wadah sudah dipindahkan kemudian

dipasang kembali, atau diasumsikan wadah sudah diganti dengan wadah kosong

3.2. Perancangan Sistem Perangkat Keras

3.2.1. Perancangan Perangkat Keras (Keseluruhan)

Model perancangan yang akan dibuat pada tugas akhir ini ditunjukkan oleh gambar

3.2, 3.3, dan 3.4. Terdapat 16 bagian perangkat keras yang akan digunakan pada alat ini

agar dapat bekerja sesuai apa yang telah direncanakan. masing-masing komponen dapat

dilihat pada tabel 3.1. Pada gambar model yang tercantum juga terdapat dimensi

perancangan alat pada gambar 3.5.

Gambar 3.2. Pandangan isometri kanan.


17

Gambar 3.3. Pandangan isometri kiri.

Gambar 3.4. Mekanisme solenoid pemecah telur.


18

Tabel 3.1. Keterangan bagian mesin

No. Keterangan

1 Penampungan telur

2 Rangka mesin

3 Jalur pemisahan isi telur

4 Rantai penggerak konveyor

5 Konveyor pembawa telur

6 Penekan cangkang telur

7 As roda gigi

8 Sensor kapasitif

9 Sensor limit switch

10 Motor DC

11 Roda gigi motor DC

12 Roda gigi konveyor

13 Sensor Limit switch

14 Solenoid elektromagnet

15 Pisau pembuka cangkang telur

16 Wadah putih telur

17 Wadah kuning telur

18 Penumpu wadah

Gambar 3.5. Dimensi mesin.


19

3.2.2. Perancangan Konveyor

Penampungan awal digunakan untuk menyimpan atau menampung telur yang akan

diproses ke pemecahan telur. Penampungan telur ini berbentuk landai bertujuan agar telur

dapat bergerak menurun. Sedangkan konveyor berfungsi untuk membawa telur dari

penampungan ke tempat pemrosesan pemecahan telur. Saat penampungan telah berisi

telur, telur-telur tersebut akan bergerak menggelinding kearah ujung penampungan yang

berlubang dan jatuh kedalam konveyor berlubang secara satu-persatu. Lalu setiap

konveyor bergerak maju, maka telur berikutnya akan masuk kedalam lubang konveyor

berikutnya. Begitu seterusnya secara bertahap.

Lubang konveyor untuk telur didesain dengan ukuran terbesar yaitu 7cm berdasarkan

rata-rata ukuran telur ayam yang sudah diukur. Material yang digunakan untuk konveyor

adalah logam stainless yang aman jika terjadi kontak dengan bahan makanan secara

langsung.

Pada kotak masing-masing kotak konveyor dikaitkan pada rantai dengan mur dan

baut. Baut pada sisi sebelah kanan konveyor (sisi limit switch 1) dibuat lebih panjang

keluar agar dapat menyentuh sensor limit switch 1 seperti yang ditunjukkan pada gambar

3.6. Sehingga pada saat baut atau pin tersebut menyentuh oleh sensor limit switch 1, motor

DC sebagai penggerak konveyor akan berhenti beberapa saat untuk pemroesan pemecahan

telur.

Gambar 3.6. Konveyor.


20

3.2.3. Perancangan Pemecahan dan Pemisahan Telur

Pemecahan telur pada mesin ini menggunakan mekanisme solenoid elektromagnetik

dan juga gaya tekan dari atas konveyor seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.7. Saat

konveyor bergerak maju, maka telur akan dilewatkan plat kemudian konveyor berhenti.

Pada saat telur mendapat gaya tekan dari atas, cangkang telur akan ditusuk sepasang pisau

kemudian pisau tersebut terbuka beberapa saat sampai isi telur keluar secara keseluruhan

dan kemudian akan tertutup lagi. Mekanisme penggerak pisau tersebut menggunakan

solenoid elektromagnetik seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.4.

Gambar 3.7. Mekanisme pemecahan telur

Gambar 3.8. Jalur pemisah isi telur.


21

Setelah cangkang telur terbuka, isi telur akan jatuh jalur pemisahan isi telur seperti

pada gambar 3.8. Jalur pemisahan isi telur ini terdapat celah dibagian sudut lintasannya

yang dimaksudkan agar putih telur dapat langsung jatuh kedalam penampung isi putih telur

dan terpisah dengan kuning telurnya. Sedangkan kuning telur akan tetap menggumpal dan

tetap melaju ke penampungan untuk isi kuning telur. Material yang digunakan untuk jalur

pemisah isi telur menggunakan jenis logam almunium yang aman jika kontak langsung

dengan bahan makanan secara langsung.

Perancangan pemecahan telur ini menggunakan solenoid elektromagnetik yang

memiliki kekuatan gaya tarik sebesar 5 N setiap solenoidnya. Sedangkan gaya tarik untuk

membuka cangkang telur pada percobaan yang sudah dilakukan adalah 500 gr atau jika

dalam satuan Newton adalah 4,9 N. Proses pembukaan cangkang ini menggunakan dua

buah solenoid, maka setiap solenoid membutuhkan minimal gaya 2,5 N untuk membuka

cangkang telur tersebut. Maka spesifikasi solenoid yang disarankan adalah solenoid

dengan kemampuan tarik diatas 2,5 N.

Pada percobaan pemecahan dengan pisau yang memiliki lebar penampang 0,3mm

dan panjang 50mm, (Luas penampang A = 0,015m2), telur dapat pecah jika diberikan

beban sebesar 2000 gram (19,6 N).

3.2.4. Perancangan Penggerak

Pada tugas akhir ini menggunakan motor DC 12V sebanyak satu buah. Motor DC ini

digunakan untuk menggerakkan konveyor. Konveyor ini merupakan salah satu bagian

terpenting dalam proses material handling atau proses pemindahan telur ayam yang akan

dipecahkan.

Perancangan motor DC ini berguna untuk menentukan jenis motor DC yang akan

digunakan agar dapat menggerakkan konveyor dengan baik. Selain untuk menggerakkan

konveyor, motor DC harus dapat berhenti dengan cepat saat motor DC tidak dialiri listrik.

Sehingga hal ini berkaitan dengan besarnya momen inersia yang terjadi pada poros motor

DC. Momen inersia merupakan kelembaman suatu benda untuk berotasi terhadap

porosnya. Pada perancangan ini, menggunakan motor DC 12 V dengan kecepatan 60 RPM

dan dengan torsi 35 kg.cm (3,43Nm).

Motor DC ini diharapkan mampu menggerakkan konveyor yang menggerakkan 10

buah kotak konveyor (tempat untuk memuat telur) yang dikaitkan dengan sepasang rantai,

dan melalui dua pasang roda gigi. Berikut adalah spesifikasi komponen pada konveyor:


22

a. Tmotor = 3,43Nm

b. Kotak konveyor = 0,3Kg/buah.

c. Rantai = 1 Kg.

d. Roda gigi besar = 0,5 Kg/buah, n = 35 gigi, Ø = 0,18m.

e. Roda gigi kecil = 0,3 Kg/buah, n = 14 gigi, Ø = 0,7m.

f. Rasio roda gigi =

g. Torsi konveyor (gear yang digerakkan):

h. Beban konveyor :

( ) ( )

i. Gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan konveyor kosong (tanpa beban):

Maka Torsi minimum yang dibutuhkan untuk menggerakkan konveyor tanpa

beban adalah:

j. Gaya tekan minimal yang diperlukan untuk memecahkan telur adalah 2 Kg. Gaya

tekan ini dianggap sebagai beban tambahan pada konveyor. Maka jika konveyor

memiliki beban (berisi telur), maka gaya yang dibutuhkan untuk menggerakkan

konveyor adalah:

Maka Torsi minimum yang dibutuhkan untuk menggerakkan konveyor dengan

beban adalah:


23

Kesimpulannya adalah, konveyor berbeban dapat digerakkan dengan penggerak yang

memiliki Torsi sebesar 8,575 Nm. Karena Torsi minimum yang dibutuhkan konveyor

untuk menggerakkan konveyor sebesar 6,174 Nm.

3.2.5. Perancangan Sensor Kapasitif

Pendeteksian telur pada perancangan ini menggunakan salah satu jenis sensor jarak

atau proximity sensor berjenis kapasitif. Sensor ini memiliki kemampuan mendeteksi suatu

objek dengan jarak tertentu sesuai spesifikasinya. Pada gambar 3.9 menunjukkan jarak

deteksi maksimum adalah A. Saat telur melintas dan mencapai jarak deteksi (A), maka

sensor akan mendeteksi adanya telur. pada perancangan ini jarak antara telur dan

permukaan sensor kurang lebih 4mm.

Gambar 3.9. Perancangan sensor kapasitif

3.2.6. Perancangan Pendeteksi Wadah

Pendeteksian wadah menggunakan sensor limit switch yang diletakkan pada ujung

rangka mesin bagian depan. Sensor ini mendeteksi plat yang terdapat pada penumpu

wadah seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.10.


24

Gambar 3.10. Detail limit switch pendeteksi wadah.

3.2.7. Perancangan Pengkabelan PLC

Perancangan wiring PLC Omron CPM2A pada prototype mesin ini terdapat satu

buah sensor kapasitif, dua buah sensor limit switch masing-masing untuk mendeteksi pin

konveyor dan mendeteksi wadah untuk penampung isi telur, dua buah relay masing-masing

adalah untuk motor DC dan dua buah solenoid elektromagnetik. Penalamatan ini untuk

memudahkan dalam pemrograman pada software CX-Programmer dengan diagram ladder.

Pada tabel 3.2, tabel 3.3, dan gambar 3.11 dijelaskan mengenai pengalamatan dan

pengkabelan masukan dan keluaran pada PLC Omron CPM2A. Terdapat tiga buah sensor

yaitu satu sensor kapasitif sebagai pendeteksi keberadaan telur ayam dan dua sensor limit

switch masing-masing untuk pendeteksi pin konveyor dan mendeteksi wadah isi telur.

Keluaran sensor kapasitif dimasukkan pada alamat 0.00 PLC. Sensor ini selain mendeteksi

keberadaan telur, juga difungsikan untuk menghitung banyaknya telur yang diproses

dimesin nantinya. Sensor limit switch 1 yang terhubung pada masukan 0.01 berfungsi

untuk mendeteksi pin yang terpasang pada konveyor kemudian untuk menghentikan laju

konveyor saat pin konveyor tersebut terdeteksi oleh sensor limit switch ini. Sensor limit

switch 2 yang terhubung pada masukan 0.02 berfungsi untuk mendeteksi wadah isi telur.

Pengkabelan keluaran / output, dapat dilihat pada gambar 3.11 dan tabel 3.3.

keluaran pada sistim ini terdapat dua buah relay. Relay yang digunakan adalah relay yang

memiliki dua buah kontak. Maka, satu relay berfungsi untuk mengaktifkan aktuator seperti


25

motor DC yang digunakan untuk menggerakkan konveyor dan relay lainnya untuk

mengaktifkan dua buah solenoid pada proses membuka dan menutupnya pemecah

cangkang telur.

Tabel 3.2. Input PLC.

Nama komponen Kode wiring Alamat Input

Sensor kapasitif cap 0.00

Sensor limit switch 1 LS1 0.01

Sensor limit switch 2 LS2 0.02

Tabel 3.3. Output PLC.

Nama komponen Kode wiring Alamat Output

Relay1 (motor DC) K1 10.00

Relay2 (solenoid 1 & 2) K2 10.01

Indikator telur L1 10.02

Indikator mesin berjalan L2 10.03

Indikator wadah L3 10.04

Indikator telur kurang L4 10.05

Indikator buzzer Buzz 10.06

Gambar 3.11. Diagram pengkabelan PLC.

Beberapa aktuator pada mesin ini menggunakan komponen bertegangan 12 VDC

seperti motor power window, dan solenoid elektromagnetik. Sedangkan keluaran PLC

Omron adalah 24 VDC. Oleh karena itu, pada perancangan kelistrikan output mesin ini


26

akan melalui relay terlebih dahulu agar komponen tersebut dapat bekerja. Perancangan

pengkabelan komponen tersebut dapat dilihat pada gambar 3.12.

Gambar 3.12. Perancangan pengkabelan motor DC dan Solenoid

3.3. Rancangan Perangkat Lunak

3.3.1. Diagram Alir Proses Kerja Sistem

Perancangan perangkat lunak sesuai dengan diagram alir seperti gambar 3.13.

gambar tersebut merupakan alur jalannya kerja sistem secara umum. Awal pada sistem ini,

pengguna harus mengisi muatan telur pada penampungan telur. Alat ini dilengkapi dengan

indikator muatan telur pada HMI. Dimana apabila indikator telur pada kondisi ON,

menandakan bahwa telur habis atau belum ada telur yang dimuat pada penampungan untuk

diproses. Indikator telur akan pada kondisi OFF apabila telur sudah dimuat ke

penampungan atau menandakan sudah terdapat telur untuk diproses. Berikutnya adalah

harus ada masukan dari HMI untuk menentukan berapa jumlah telur yang akan diproses.

Sesudah memasukkan jumlah yang diinginkan, mesin siap dioperasikan dengan menekan

tombol start pada HMI, serta akan menyalakan indikator mesin bekerja pada HMI.

Telur akan bergerak dibawa menuju ke proses pemecahan telur dengan konveyor.

Pada konveyor sudah dilengkapi pin dengan jarak tertentu untuk dideteksi oleh limit

switch, sehingga jika pin menyentuh limit switch, konveyor akan berhenti. Kemudian telur

dipecahkan oleh mekanisme solenoid elektromagnetik yang sudah dilengkapi plat tajam

yang bertujuan mempermudah menusuk cangkang telur ayam tersebut. Setelah itu isi telur

ayam akan jatuh dan memisah antara kuning dan putih telur melalui jalur telur yang sudah

tersedia.


27

Selanjutnya proses perhitungan/counting dihitung saat solenoid elektromagnetik

selesai membuka cangkang telur. Apabila jumlah telur yang diproses sudah mencapai

jumlah yang diinginkan atau sama dengan nilai yang diinput diawal, mesin akan berhenti

secara otomatis dan indikator mesin bekerja akan OFF. Sebelum mesin benar-benar

berhenti, motor konveyor akan tetap bergerak untuk membuang sisa cangkang telur yang

diproses paling terakhir.

Gambar 3. 13. Diagram alir keseluruhan sistem.


28

3.3.2. Diagram Alir Program PLC

Diagram alir program PLC ditunjukkan pada gambar 3.16 dan 3.17. Kondisi awal

adalah indikator telur ON yang menandakan muatan telur sedang kosong atau sensor

kapasitif tidak mendeteksi keberadaan telur pada konveyor. Apabila telur sudah dimuatkan

pada panampungan dan masuk konveyor, sensor kapasitif akan aktif dan indikator telur

akan berubah menjadi kondisi OFF yang menandakan telur pada penampungan sudah

dimuat pada konveyor dan penampungan. Selanjutnya, setelah memasukkan jumlah telur

yang akan diproses pada mesin melalui HMI, mesin sudah dapat bekerja jika tombol start

ditekan. Saat mesin bekerja, akan terdapat indikator mesin berjalan pada HMI yang aktif

selama mesin bekerja.

Sebuah konveyor digerakkan melalui motor DC. Konveyor tersebut akan berhenti

saat sensor limit switch mendeteksi pin pada konveyor untuk proses pemecahan telur. Saat

konveyor berhenti, relay solenoid elektromagnetik ON (pisau terbuka) selama dua detik

agar isi telur dapat jatuh keluar dari cangkang telur. Setelah aktif selama dua detik, kedua

relay solenoid kembali pada kondisi OFF (pisau menutup), kemudian motor konveyor

kembali aktif. Siklus tersebut akan berulang hingga nilai counter mencapai nilai masukkan

pada HMI. Setelah mencapai nilai masukkan, konveyor akan bergerak dua langkah melalui

pendeteksian pin konveyor dengan sensor limit switch yang bertujuan untuk membuang

cangkang telur yang diproses terakhir.

Pada perancangan ini, pada program PLC menggunakan fungsi shift register. Fungsi

ini digunakan agar mesin atau sistem mengetahui ada tidaknya telur ayam pada lubang

konveyor. Alamat shift register yang digunakan adalah 200.00 sampai dengan 200.15,

artinya pada alamat tersebut terdapat 16bit yang dapat digeser menggunakan fungsi shift

register. Fungsi shift register ini memiliki dua buah masukan, yaitu input (I) dan clock (P)

seperti pada gambar 3.14.

Gambar 3.14. Simbol ladder shift register.

Input adalah data bit yang akan digeser, dan clock adalah data bit yang digunakan

untuk menggeser bit input. Contoh pergeseran bit dapat dilihat pada tabel 3.4. Pada baris

pertama alamat 200.00 bernilai 0. Pada baris kedua I = 1 kemudian diberi clock (P = 1),


29

sehingga mengakibatkan data pada I bergeser kekanan dan masuk pada alamat 200.00

maka 200.00 bernilai 1. Pada baris ketiga I = 0 kemudian diberi clock (P = 1), sehingga

mengakibatkan data pada I bergeser kekanan dan masuk pada alamat 200.00 dan data pada

alamat 200.00 sebelumnya juga akan bergeser ke bit berikutnya yaitu 200.01. Pergeseran

akan terus berjalan pada bit 0 sampai dengan 15 selama adanya sinyal pada clock (P).

Tabel 3.4. Tabel shift register.

P I 200.00 200.01 200.02 200.03 200.04

0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 0 0 0 0

1 0 0 1 0 0 0

1 0 0 0 1 0 0

1 1 1 0 0 1 0

1 0 0 1 0 0 1

Pada perancangan program PLC menggunakan dua buah alamat untuk menjalankan

perintah shift register yaitu 200.00 dan 200.01. Penggunaan dua buah alamat ini

disesuaikan dengan penempatan atau jarak antara lubang masuknya telur dan proses

pemecahan telurnya. Penempatan alamat tersebut dapat dilihat pada gambar 3.15 berikut.

Gambar 3.15. Penempatan alamat shift register.

Penggunaan perintah shift register ini bertujuan agar semua telur yang ada didalam

konveyor tetap diproses meskipun telur pada penampungan sudah habis atau kosong.

Proses pemecahan akan bekerja, jika pada alamat 200.01 bernilai 1, dan apabila pada

alamat 200.00 bernilai 1 sedangkan telur pada penampungan sudah habis, maka konveyor

akan bergerak satu langkah kemudian memproses telur yang berasal dari alamat 200.00.

Mesin ini juga terdapat alarm berupa buzzer dan indikator yang akan menyala

apabila jumlah telur yang diproses kurang dari besarnya masukan, atau dapat dikatakan

penampungan telur sudah habis sedangkan jumlah telur yang diproses belum mencukupi

sesuai masukan. Mesin dapat kembali bekerja ketika pada penampungan sudah diisi telur

kembali.


30

Gambar 3.16. Diagram alir PLC.


31

Gambar 3.17. Diagram alir PLC (lanjutan).


32

3.3.3. Perancangan HMI

HMI Omron NB10W-TW01B adalah tipe HMI yang akan digunakan pada

perancangan mesin ini, dan perangkat lunak NB-Designer sebagai media untuk mendesain

dan memprogram tampilan, input, dan output yang diperlukan pada alat ini. Komunikasi

antara HMI dengan PLC Omron menggunakan koneksi kabel RS-232C.

Mesin ini tidak menggunakan tombol input dari luar (tombol eksternal), dikarenakan

jika menggunakan tombol eksternal maka fungsinya akan sama dengan jika menggunakan

masukan melalui tombol pada HMI. Selain itu, salah satu keunggulan menggunakan HMI

adalah tidak akan memakan banyak tempat jika dibandingkan sistem yang menggunakan

tombol eksternal. Maka dari itu, penggunaan HMI sebagai penampil dan memberi data

masukan pada sistem sudah cukup efisien.

Pada tampilan HMI terdapat tombol start yang berfungsi untuk menjalankan mesin,

kemudian terdapat tombol stop untuk menghentikan jalannya mesin, dan tombol reset

untuk mereset nilai current value pada counter apabila mesin dihentikan saat tengah proses

berjalan. Selain tiga buah tombol tersebut, mesin ini dilengkapi dengan sistem penghitung

jumlah telur yang diproses beserta sebuah masukan jumlah telur yang akan diproses pada

mesin ini. Indikator pada sistem ini terdapat empat buah yaitu indikator untuk menandakan

bahwa telur sudah habis, indikator yang menandakan sedang berjalan atau tidaknya mesin

ini, indikator tersedianya atau tidaknya wadah isi telur, dan indikator telur kurang.

Pengalamatan komunikasi I/O PLC dengan HMI dapat dilihat pada tabel 3.5.

Tampilan HMI pada perancangan alat ini dapat dilihat pada gambar 3.18:

Gambar 3.18. Desain tampilan HMI.


33

Berikut penjelasan tentang bagian-bagian pada tampilan HMI pada gambar 3.15.

1. Tombol START untuk menjalankan mesin.

2. Tombol STOP untuk menghentikan kerja mesin.

3. Tombol RESET untuk mereset nilai counter pada current value apabila diperlukan.

Misalkan mesin berhenti atau dihentikan (menekan tombol STOP) saat mesin berkerja.

Saat distop, nilai counter value tidak otomatis mereset. Tombol RESET berlaku

opsional sesuai kebutuhan user, apabila masih me`kan untuk melanjutkan nilai

counter, maka tidak perlu menekan tombol RESET. User hanya perlu menekan

tombol START kembali untuk melanjutkan proses mesin.

4. Masukan jumlah telur yang ingin diproses pada mesin.

5. Tampilan jumlah telur yang diproses. Bagian ini akan menampilkan jumlah telur yang

sudah diproses.

6. Indikator 1, telur habis. Indikator ini akan menyala (ON) berwarna merah apabila telur

pada penampungan sudah kosong atau habis.

7. Indikator 2, jalannya mesin. Indikator ini akan menyala berwarna hijau apabila mesin

sedang dalam kondisi OFF, dan akan menyala hijau jika sedang dalam kondisi ON.

8. Indikator 3, tersedianya wadah. Indikator ini akan menyala (ON) berwarna kuning

apabila wadah penampung isi telur sudah tersedia.

9. Indikator 4, telur kurang. Indikator ini akan menyala (ON) berwarna merah apabila

telur yang diproses kurang dari jumlah yang diinput pada HMI dan jika ini terjadi,

maka mesin akan berhenti memproses. Pengguna harus mengisi telur pada

penampungan, kemudian menekan tombol START untuk melanjutkan proses kembali.

Tabel 3.5. Pengalamatan HMI.

No. Nama Tipe Alamat Alamat

1. Start AR 0.00

2. Stop AR 0.01

3. Reset AR 0.02

4. Masukan jumlah D 0000

5. Current value C 000

6. Indikator telur habis CIO_IR 10.02

7. Indikator mesin bekerja CIO_IR 10.03

8. Indikator wadah CIO_IR 10.04

9. Indikator telur kurang CIO_IR 10.05


34

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini berisi hasil pengamatan dari mesih pemecah dan pemisah isi telur

dengan menggunakan kendali PLC Omron CPM2A. Hasil pengamatan berupa pengujian

alat seperti keberhasilan proses pemecahan dan pemisahan isi telur, kesesuaian jalannya

sekuensial program PLC, keberhasilan komunikasi HMI dengan PLC.

4.1. Bentuk Fisik Mesin dan Hardware Elektronik

4.1.1. Bentuk Fisik Mesin

Bentuk fisik mesin pemecah dan pemisah isi telur secara keseluruhan ditunjukkan

pada gambar 4.1. Mesin ini terdiri dari panel yang berisi hardware elektronik yang

ditunjukkan pada huruf A, dan mesin tempat untuk memecah dan memisah isi telur yang

ditunjukkan pada huruf B. Pada panel berfungsi untuk meletakkan komponen-komponen

elektronik seperti relay, power supply, terminal blok, HMI beserta indikatornya.

Sedangkan mesin untuk memproses pemecahan dan pemisahan telur.

Gambar 4.1. bentuk fisik mesin dan panel elektronik

Pada mesin terdapat beberapa macam mekanisme untuk pemecahan hingga

pemisahan isi telur seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.2. Penjelasan mekanisme

tersebut sebagai berikut:


35

a. Gambar yang ditunjukkan oleh huruf A adalah penampungan telur sebelum diproses

untuk pemecahan telur.

b. Gambar yang ditunjukkan oleh huruf B adalah tempat untuk proses pemecahan telur.

Bentuk secara lebih detail dapat dilihat pada gambar 4.3.

c. Gambar yang ditunjukkan oleh huruf C adalah mekanisme untuk pemisahan isi telur

yang diberi celah untuk menjatuhkan putih telur.

d. Gambar yang ditunjukkan oleh huruf D adalah tempat untuk wadah hasil pemisahan

isi telur antara kuning dan putih.

Gambar 4.2. Bentuk fisik mesin

Gambar 4.3. Bagian pemecah telur.

Pada gambar 4.1 yang ditunjukkan oleh huruf A merupakan bagian kontrol mesin

pemecah dan pemisah isi telur. Kendali alat ini menggunakan PLC Omron CPM2A untuk

mengkontrol masukan berupa sensor maupun HMI dan juga keluaran berupa relay ataupun


36

indikator. Didalam panel ini terdapat komponen elektronika lainnya seperti yang

ditunjukkan pada gambar 4.4.

Gambar 4.4. Hardware elektronik

Penjelasan gambar 4.4 sebagai berikut:

A. Relay 12VDC 5A digunakan untuk mengaktifkan solenoid elektromagnetik.

B. Relay 12VDC 10A digunakan untuk mengaktifkan motor DC.

C. Indikator berupa buzzer dan empat buah lampu 12VDC.

D. Human Machine Interface (HMI) untuk mengkontrol kerja mesin. Pada HMI

terdapat tombol start, stop, reset, number input untuk memasukkan jumlah telur

yang ingin diproses, number display untuk menampilkan jumlah telur yang sudah

dipecahkan, dan empat buah indikator.

E. PLC Omron CPM2A sebagai sumber kendali sekuensial untuk mesin pemecah telur.

F. Terminal blok untuk output yang terhubung dari PLC.

G. Power supply 12V 20A, digunakan untuk sumber listrik solenoid elektromagnetik.

Pada perancangan, power supply ini akan digunakan untuk motor DC, tetapi dengan

tegangan 12VDC putaran motor DC dinilai terlalu cepat. Maka melalui pengujian

dengan tegangan 5 VDC, dapat menurunkan kecepatan putar motor tanpa kehilangan

tenaga atau torsinya.

H. Terminal blok untuk Input yang terhubung pada PLC.

I. Power supply 24 VDC 5A digunakan sebagai sumber listrik untuk HMI Omron.

J. Power supply 5 VDC 10A digunakan sebagai sumber listrik untuk motor DC.


37

4.1.2. Cara Penggunaan Alat

Untuk menggunakan alat ini, pengguna perlu mengisi muatan telur kedalam

penampungan telur, dan pastikan terdapat wadah penampung isi telur yang terdapat pada

depan mesin. Kemudian pada HMI, pengguna perlu memasukkan jumlah telur yang ingin

diproses. Kemudian tekan tombol start untuk menajalankan mesin. Mesin akan mengulang

siklus sesuai banyaknya nilai masukan yang diberikan.

Pada HMI juga terdapat tombol stop yang berfungsi untuk menghentikan jalannya

mesin. Selain tombol tersebut, juga terdapat tombol reset. Tombol reset ini perlu ditekan

apabila ingin menjalankan mesin ini kembali. Tujuan tombol reset adalah menghapus

semua data atau nilai counter dan register yang sebelumnya. Jika banyaknya telur sudah

mencapai nilai masukan yang diinginkan, maka mesin ini secara otomatis berhenti

melakukan proses pemecahan telur. Pada kondisi tertentu, mesin juga dapat berhenti

bekerja yang disebabkan oleh telur pada penampungan sudah habis. Sedangkan banyaknya

telur yang diproses belum mencapai nilai yang diinginkan.

4.2. Pengujian Sistem

Pengujian untuk mengukur tingkat keberhasilan software yaitu dengan memproses

pemecahan dan pemisahan telur dengan tiga kondisi. Antara lain kondisi pertama adalah

banyaknya jumlah telur yang dimasukkan kedalam penampungan sama dengan nilai

masukan pada HMI, kondisi kedua adalah banyaknya jumlah telur yang dimasukkan

kedalam penampungan lebih besar dari nilai masukan pada HMI, dan kondisi ketiga

banyaknya jumlah telur yang dimasukkan kedalam penampungan kurang dari nilai

masukan pada HMI. Untuk jumlah telur untuk masing-masing percobaan dapat dilihat pada

tabel 4.1.

Tabel 4.1. Jumlah telur yang diproses

Kondisi jumlah telur

(x)

nilai masukan

(D) keterangan

Pertama 6 6 x = D

Kedua 9 7 x > D

Ketiga 4 7 x < D

Pengujian hardware pada komponen elektronik seperti sensor kapasitif, limit switch

1, dan limit switch 2, yaitu dengan melakukan pengamatan pembacaan keluaran tegangan

masing-masing sensor saat sensor tersebut aktif. Pengujian sensor kapasitif dilakukan

dengan cara mendekatkan objek atau telur didalam jangkauan deteksi untuk sensor


38

kapasitif. Untuk pengujian limit switch 1 (LS1) dengan menyentuhkan pin konveyor pada

tuas LS1. Sedangkan limit switch 2 (LS2), pengujian dengan cara menyentuhkan kotak

wadah isi telur pada tuas LS2.

Pengujian tingkat keberhasilan pemecahan dan pemisahan, dilakukan dengan

memproses pemecahan telur sebanyak nilai maksimum yaitu 20 butir telur. Tingkat

keberhasilan dilihat dari beberapa proses, yaitu proses pemecahan telur, pemisahan isi

telur, dan kesesuaian nilai counter yang tampil. Proses pemecahan dikatakan berhasil jika

kulit telur dapat pecah setelah ditekan dan pisau dapat membuka cangkang telur.

sedangkan proses dikatakan tidak berhasil jika cangkang tidak dapat terpecah saat ditekan

pada pisau. Proses pemisahan isi telur dikatakan berhasil jika isi telur dapat terpisah antara

kuning dan putihnya, dan masuk kedalam wadah yang tersedia untuk masing-masing isi

telur. Sedangkan pemisahan isi telur dikatakan tidak berhasil jika kuning telur ikut

terpecah sehingga kuning telur ikut masuk ke dalam wadah putih telur.

4.2.1. Pengujian Sekuensial

Pada gambar 4.5 menunjukkan hasil dari pengujian proses sekuensial PLC untuk

kondisi pertama. Pengujian ini menggunakan sampel telur sebanyak 6 butir dan nilai

masukan sebanyak 6 kali pemecahan. Sehingga nilai masukan pada HMI sama dengan

jumlah telur yang akan di proses.

Pertama, telur sudah dimuat kedalam penampungan. Sehingga sensor kapasitif aktif

dan akan mengaktifkan timer03. Berikutnya jika telur pada penampungan sudah terdeteksi,

motor konveyor bergerak maju dan berhenti sampai sensor LS1 mendeteksi pin pada

konveyor. Pada saat yang sama, lampu indikator L2 juga akan menyala yang menandakan

mesin sedang beroperasi dan L2 akan mati jika jumlah telur yang diproses sudah terpenuhi

atau mesin berhenti saat kekurangan telur pada penampungan. Saat LS1 mendeteksi,

timer00 akan aktif selama 0,5 detik. Setelah timer00 sudah terpenuhi, solenoid aktif selama

5 detik pada timer 01.


39

Gambar 4.5. Timing diagram sekuensial kondisi pertama.

Aktif atau tidaknya solenoid ditentukan oleh kondisi register 201.00 dan 201.01.

Alamat tersebut digunakan untuk fungsi shift register. Program ladder untuk shift register

ditunjukkan pada gambar 4.6. Sedangkan letak alamat shift register 201 pada konveyor

ditunjukkan oleh gambar 4.7. Fungsi register pada sisitem ini yaitu menggeser data

berdasarkan pembacaan sinyal sensor kapasitif dan clock melalui LS1. Simulasi pergeseran

data pada shift register dapat dilihat pada tabel 3.4. Solenoid hanya akan aktif apabila pada

register 201.01 terdapat data atau berlogika 1.

Setiap pada saat solenoid aktif, nilai CNT02 bertambah satu. Siklus tersebut terus

berulang hingga nilai CNT02 terpenuhi. Jika sudah terpenuhi, maka konveyor akan

bergerak tiga langkah (tiga langkah tersebut dihitung melalui CNT05). Gerakan maju

sebanyak tiga langkah ini bertujuan untuk membuang cangkang telur terakhir diproses

yang masih berada di atas konveyor ke ujung konveyor.


40

Gambar 4.6. diagram ladder shift register

Gambar 4.7. Posisi alamat shift register pada konveyor


kondisi kedua. Pengujian ini menggunakan sampel telur sebanyak 9 butir yang dimasukkan

pada penampungan dan nilai masukan sebanyak 7 kali pemecahan pada HMI. Sehingga

diketahui bahwa jumlah telur pada penampungan lebih banyak dari pada nilai pada

masukan HMI. Cara kerja sekuensial ini hampir sama dengan kondisi pertama.

Perbedaannya adalah, jika nilai CNT02 sudah mencapai pada nilai masukan, sedangkan

telur pada penampungan masih tersedia, maka konveyor akan berhenti setelah telur ke

tujuh diproses. Pada kondisi seperti ini konveyor berhenti, karena jika tetap dijalankan,

maka telur yang dipecah lebih dari nilai masukan yang diinginkan.


41

Gambar 4.8. Timing diagram sekuensial kondisi kedua.


kondisi ketiga. Pengujian ini menggunakan sampel telur sebanyak 4 butir dan nilai

masukan pada HMI adalah 7 kali pemecahan. Pada kondisi seperti ini, mesin akan berhenti

pada urutan keenam atau pada saat nilai CNT02 adalah 4 kemudian indikator L4 akan

menyala dan buzzer aktif selama 2 detik untuk memberi peringatan jika telur yang didalam

penampungan habis dan jumlah telur belum mencapai nilai masukan HMI. Hal tersebut

terjadi saat sensor kapasitif tidak mendeteksi telur, pada alamat register 201.00 bernilai 0

(nol). Untuk menjalankan mesin kembali, penampungan telur harus diisi telur sebanyak

jumlah kurangnya telur atau lebih banyak untuk dapat menyelesaikan seluruh siklus hingga

nilai CNT02 terpenuhi.

Pada hasil pengujian sekuensial PLC mengalami beberapa perubahan. Pada awal

perancangan solenoid langsung aktif setelah konveyor berhenti. Sehingga dapat


42

mengakibatkan telur dapat pecah sebelum mencapai tempat yang seharusnya yaitu tepat

pada lubang. Maka pada program PLC ditambahkan timer00 (lihat gambar 4.10) bertujuan

memberi waktu untuk proses mekanisme penekan telur.

Gambar 4.9. Timing diagram sekuensial kondisi ketiga.

Gambar 4.10. Diagram ladder timer00

Selain itu juga terdapat penambahan timer03 seperti pada gambar 4.11 untuk

menahan sinyal sensor kapasitif. Timer03 menahan sinyal sensor kapasitif selama 6 detik

agar PLC tidak mendeteksi bahwa telur sudah habis saat terjadi transisi antar telur dan telur

terakhir.


43

Gambar 4.11. Diagram Ladder timer03.

Pengujian sekuensial program PLC dapat dikatakan berhasil karena masing-masing

perintah pada PLC dapat bekerja dengan benar sesuai kondisi yang sudah ditentukan.

Dengan menggunakan program PLC yang terlampir, apabila terjadi mati listrik disaat

tengah berjalannya proses sekuensial, nilai counter akan tetap tersimpan. Tetapi untuk nilai

shift register pada alamat 201 akan hilang atau direset. Untuk mengatasi nilai register yang

sudah terreset tersebut, alamat shift register dapat diganti dengan alamat Holding relay

(HR). Sehingga alamat register 201.00 menjadi HR0.00 dan 201.01 menjadi HR0.01.

4.2.2. Pengujian Pemecahan dan Pemisahan Isi Telur

Berikut ini adalah tabel 4.2 merupakan hasil pengujian pemecahan dan pemisahan isi

telur.

Tabel 4.2. Hasil pengujian kondisi pertama

telur Ke- Keberhasilan Tampilan

Counter C2 Pemecahan Pemisahan

0 Tidak ada

proses

Tidak ada

proses 0

1 Ya Tidak 1

2 Ya Tidak 2

3 Ya Ya 3

4 Ya Ya 4

5 Tidak Tidak 5

6 Ya Ya 6

7 Ya Ya 7

8 Ya Tidak 8

9 Ya Ya 9

10 Tidak Tidak 10


44

Lanjutan tabel 4.2.

11 Ya Tidak 11

12 Ya Tidak 12

13 Ya Ya 13

14 Ya Tidak 14

15 Ya Tidak 15

16 Ya Tidak 16

17 Ya Tidak 17

18 Ya Tidak 18

19 Ya Ya 19

20 Ya Tidak 20

Jml

berhasil 18 7

Persentase 90% 35%

Pada pengujian didapat hasil proses pemecahan yang berhasil adalah 90%. Proses

pemecahan yang gagal sebesar 10%. Sedangkan tingkat keberhasilan pada proses

pemisahan isi telur sebesar 35%. Ketidakberhasilan proses pemecahan telur disebabkan

oleh beberapa faktor seperti; ukuran telur terlalu kecil dan posisi telur saat dikonveyor

terlalu kesamping. Sedangkan ketidakberhasilan pemisahan isi telur disebabkan karena

kuning telur ikut terpecah terkena pisau pembuka cangkang saat proses pemecahan telur.

4.3. Komunikasi HMI, PLC, dengan Hardware

Bagian ini membahas tentang keberhasilan komunikasi antara HMI dengan PLC.

Tampilan yang digunakan pada HMI sama dengan perancangan pada gambar 3.18 yang

merupakan tampilan HMI yang digunakan pada sistem ini. Pengalamatan input dan output

PLC ditunjukan pada tabel 3.2 dan 3.3, sedangkan pengalamatan pada HMI ditunjukan

pada tabel 3.5.

4.3.1. Komunikasi Sensor dengan PLC

Alat ini menggunakan tiga buah sensor, yaitu sensor kapasitif, limit switch 1, dan

limit switch 2. Pengujian sensor kapasitif menggunakan telur yang diletakkan pada

penampungan dan hasilnya sensor dapat mendeteksi keberadaan telur tersebut seperti pada

gambar 4.12 dan gambar 4.13. Pengujian sensor limit switch 1 (LS1) dengan cara

menyentuhkan tuas LS1 pada pin konveyor seperti pada gambar 4.14. Sedangkan

pengujian limit switch 2 (LS2) dengan cara menyentuhkan tuas LS2 pada wadah

penampungan isi telur seperti pada gambar 4.15.


45

Posisi sensor kapasitif mengalami perubahan, pada perancangan diletakkaan diatas

lubang telur (mendeteksi dari atas telur) seperti pada gambar 4.12. Hasilnya, telur sering

tidak terdeteksi karena jarak antara telur dan sensor terlalu jauh selain itu terpengaruh

dengan ukuran telur yang menyebabkan telur tidak dapat terdeteksi oleh sensor kapasitif,

sedangkan jarak deteksi maksimum sensor kapasitif pada mesin ini adalah 8 mm. Untuk

mengatasi itu, sensor kapasitif tersebut dipasang pada ujung bagian kanan penampungan.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.13.

Gambar 4.12. Sensor kapasitif diatas

Gambar 4.13. Sensor kapasitif disamping

Gambar 4.14. LS1 mendeteksi pin

Gambar 4.15. LS2 mendeteksi wadah


46

Hasil dari pengujian komunikasi antara sensor dengan PLC dapat dilihat pada tabel

4.3. Pengujian komunikasi sensor kapasitif dengan PLC dapat dilihat pada tabel 4.3 nomor

1 dan 2. Ketika sensor kapasitif mendeteksi, sinyal dari sensor akan mengaktifkan alamat

200.00 yang di latching dan akan mati saat timer03 sudah terpenuhi yaitu 6 detik. Metode

ini digunakan untuk memanipulasi data yang dibaca sensor kapasitif agar pada saat kondisi

telur pada penampungan habis, tidak langsung menghentikan operasi mesin sebelum telur

terakhir selesai diproses. Didalam ladder tersebut juga terdapat DIFU 203.03, berfungsi

untuk mengulang timer03 apabila sebelum mencapai 6 detik, sensor kembali mendeteksi

Tabel 4.3. Pengujian sensor ke PLC

No. Hasil Tegangan

keluar

1.

Sen

sor

kap

asi

tif

men

det

eksi

tel

ur

0 V

2.

Sen

sor

kap

asi

tif

tid

ak

men

det

eksi

telu

rlk

l

15,10 V


47

Lanjutan tabel 4.3.

No. Hasil Tegangan

keluar

3.

Sen

sor

LS

1 m

end

etek

si p

in

15,11 V

4.

Sen

sor

LS

1 t

idak

men

det

eksi

pin

men

det

eksi

0 V


48

Lanjutan tabel 4.3.

No. Hasil Tegangan

keluar

5.

Sen

sor

LS

2 m

end

etek

si w

ad

ah

15,09 V

6.

Sen

sor

LS

2 t

idak

men

det

eksi

wad

ah

men

det

eksi

0 V

Pengujian komunikasi sensor LS1 dengan PLC dapat dilihat pada tabel 4.3 nomor 3

dan 4. Ketika LS1 mendeteksi pin, maka akan mengaktifkan DIFU 202.00, kemudian

alamat 202.00 digunakan untuk mengaktifkan internal relay 200.01 (R1). R1 digunakan

untuk mengaktifkan timer00, setelah timer00 (0,5 detik) terpenuhi, maka K2 akan aktif

selama timer01 (5 detik) terpenuhi. Ketika timer01 terpenuhi, juga mengaktifkan alamat

DIFU 202.02. Saat K2 aktif tegangan keluaran PLC sebesar 15,11 V dan saat tidak aktif

sebesar 0 V. Untuk dapat mengaktifkan solenoid, memerlukan syarat bahwa alamat

register 201.00 harus berlogika 1, dan untuk menonaktifkan solenoid selain melalui

timer00 adalah melalui CNT02 saat nilai counter tersebut sudah terpenuhi.


49

Pengujian komunikasi sensor LS2 dapat dilihat pada tabel 4.3 nomor 5 dan 6. Ketika

LS2 mendeteksi wadah, maka akan mengaktifkan output 10.04 (L3). Saat aktif, output

10.04 menghasilkan tegangan 15.09 V, sedangkan saat tidak aktif menghasilkan tegangan

0 V. Selain untuk mengaktifkan L3, sensor LS2 berfungsi untuk syarat pada ladder tombol

start seperti pada gambar tabel 4.3 nomor 5. Apabila LS2 tidak mendeteksi wadah, maka

ladder tombol start tidak akan bekerja atau jika mesin sedang bekerja dan LS2 tidak

mendeteksi wadah, maka mesin akan berhenti. Hal ini untuk menghindari tumpahnya isi

telur jika tidak terdapat penampungan isi telur.

Berdasarkan tabel 4.3, keluaran sensor yang digunakan adalah tipe active high. Hal

ini diketahui dari hasil tegangan yang terbaca kurang lebih 15 V pada saat kondisi sensor

mendeteksi objek. Sedangkan saat tidak mendeteksi, tegangan yang terbaca adalah 0 V.

4.3.2. Komunikasi HMI dengan PLC

Bab ini berisi mengenai hasil pengujian komunikasi dari HMI dengan PLC. Untuk

tampilan HMI pada sistem yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.18 dan

pengalamatan HMI sistem ini dapat dilihat pada tabel 4.4. Sebelum pengujian, koneksi

kabel RS232 antara HMI dengan PLC harus diperhatikan. Konfigurasi RS232 tersebut

dapat dilihat pada gambar 4.16.

Gambar 4.16. Konfigurasi RS232 untuk HMI ke PLC

Pada tampilan HMI terdapat 3 tombol yaitu start, stop, dan reset. Satu buah number

input dan number display. Empat buah indikator seperti gambar 3.18. Pengujian

komunikasi dilakukan dengan menekan masing-masing tombol pada HMI dan mengamati

apa yang dihasilkan PLC.

Tabel 4.4. pengalamatan HMI

No. Nama Tipe Alamat Alamat

1. Start AR 0.00

2. Stop AR 0.01

3. Reset AR 0.02

4. Masukan jumlah D 0100


50

Lanjutan tabel 4.4.

5. Current value C 002

6. Indikator telur habis CIO_IR 10.02

7. Indikator mesin bekerja CIO_IR 10.03

8. Indikator wadah CIO_IR 10.04

9. Indikator telur kurang CIO_IR 10.05

10. Indikator Buzzer CIO_IR 10.06

4.3.2.1. Tombol Start, Stop, dan Reset

Tombol start memiliki fungsi untuk menyalakan mesin. Agar HMI dapat

berkomunikasi dengan PLC, tombol start menggunakan alamat AR0.00. Diagram ladder

untuk tombol start dapat dilihat pada gambar 4.17. Syarat yang harus dipenuhi untuk dapat

menjalankan program tersebut adalah sensor kapasitif mendeteksi dan LS2 mendeteksi

wadah. Setelah syarat tersebut terpenuhi, maka K1 dan L2 akan aktif.

Gambar 4.17. Program ladder output K1 dan L2

K1 akan mati saat alamat 200.01 aktif atau saat PLC mendeteksi sinyal naik dari

LS1. Pada rung K1 terdapat kontak 203.04 (IR4). kontak tersebut akan aktif jika sistem

mendeteksi kondisi pertama. Untuk dapat mendeteksi kondisi pertama tersebut adalah

dengan menggunakan fitur compare atau pembanding nilai seperti yang ditunjukkan

gambar 4.18. Alamat 200.02 (R2) akan aktif jika nilai CNT02 sama dengan DM100.

Sehingga syarat untuk mendeteksi kondisi pertama adalah aktifnya R2, register 201.00

bernilai 1 (high), dan L1 mati.


51

Gambar 4.18. Program ladder pembanding nilai

Gambar 4.19. Program ladder kondisi pertama.

Pada kondisi tersebut dapat mengaktifkan siklus khusus untuk kondisi pertama yaitu

untuk membuang cangkang telur yang terakhir. Siklus program tersebut ditunjukkan pada

gambar 4.19 dengan menggunakan waktu jeda selama 30 detik untuk mempercepat proses

pembuangan. Pada saat K1 aktif tegangan yang keluar dari PLC sebesar 15,12 V dan jika

tidak aktif tegangannya 0 V. Sedangkan tegangan yang keluar dari PLC untuk L2 sebesar

15,13 V dan jika tidak aktif tegangannya 0 V.


52

Tombol stop memiliki fungsi untuk mengehentikan kerja mesin. Alamat tombol stop

menggunakan AR0.01. Jadi ketika mesin sedang bekerja, kemudian ditekan tombol stop

pada HMI maka mesin akan berhenti bekerja tanpa mereset data atau nilai yang sudah

disimpan/diproses PLC. Mesin dapat kembali beroperasi jika ditekan tombol start lagi.

Gambar 4.20 adalah kondisi saat tombol stop ditekan.

Gambar 4.20. Program ladder saat tombol stop ditekan.

Tombol reset memiliki fungsi untuk mereset nilai counter dan shift register agar

kembali ke nilai awal. Tombol ini ditekan jika proses mesin sudah selesai, atau opsional

sesuai kebutuhan. Apabila masih memungkinkan untuk melanjutkan nilai counter, maka

tidak perlu menekan tombol reset. Gambar 4.21 adalah kondisi CNT02 sebelum ditekan

tombol reset. Sedangkan gambar 4.22 merupakan kondisi CNT02 setelah ditekan tombol

reset.


53

Gambar 4.21. Program ladder CNT02 sebelum di reset

Gambar 4.22. Program ladder CNT02 sesudah di reset

Dengan demikian, masing-masing tombol/button pada HMI Omron NB10 berhasil

berkomunikasi dengan PLC Omron CPM2A dengan menggunakan alamat-alamat yang

telah digunakan.

4.3.2.2. Number input dan Number Display

Number input digunakan untuk memasukkan nilai counter atau menentukan berapa

jumlah telur yang ingin diproses. Jika user menekan kotak bagian “masukkan jumlah”

maka akan tampil keypad number seperti pada gambar 4.24. Setelah menentukan nilai dan

tombol enter pada keypad ditekan, nilai DM100 berubah dengan nilai barunya. Gambar

4.25 adalah nilai DM100 yang sebelum diubah, dan gambar 4.26 adalah nilai DM100

setelah diubah. Banyaknya nilai yang dapat dimasukan melalui number input maksimum

adalah 20 sesuai batasan masalah yang sudah ditentukan. Apabila tetap memasukkan nilai

lebih dari 20 maka akan tampil sebuah peringatan seperti yang ditunjukkan pada gambar

4.23.

Gambar 4. 23. Tampilan error HMI


54

Number display digunakan untuk menampilkan nilai counter atau jumlah telur yang

sudah diproses. Alamat display number pada HMI menggunakan C02. Sehingga nilai yang

tampil akan sama dengan nilai pada CNT02 pada PLC.

Gambar 4.24. Tampilan mengubah nilai counter

Gambar 4.25. Nilai DM100 sebelum diubah.

Gambar 4.26. Nilai DM100 sesudah diubah

Nilai CNT02 akan bertambah satu apabila register 201.01 bernilai 1 dan timer00

aktif dengan mengambil sinyal naik melalui perintah DIFU 202.02. Counter akan berhenti

menghitung apabila sudah mencapai nilai DM100.

4.3.2.3. Indikator

Pada HMI juga terdapat indikator. Indikator ini antara lain indikator telur habis,

indikator mesin sedang berjalan, indikator deteksi wadah, dan indikator telur kurang.

Indikator telur habis akan menyala jika sensor kapasitif sudah tidak mendeteksi telur pada

penampungan dan lampu indikator L1 akan menyala, jika sensor mendeteksi telur maka L1


55

akan mati. Kondisi indikator aktif dan tidak beserta program ladder dapat dilihat pada tabel

4.5 nomor 1 dan 2.

Indikator mesin sedang berjalan (L2) aktif saat sistem sedang berjalan, atau rung

pada tombol start aktif. Aktif atau tidaknya indikator L2 dapat dilihat pada tabel 4.5 nomor

3 dan 4. Indikator L2 akan mati jika proses mesin sudah selesai atau mesin berhenti karena

jumlah telur yang diproses kurang.

Indikator tersedianya wadah (L3) aktif selama sensor LS2 mendeteksi wadah. Seperti

yang ditunjukkan pada tabel 4.5 nomor 5 dan 6. LS2 juga berfungsi sebagai syarat untuk

dapat menjalankan mesin pada rung tombol start. Apabila LS2 tidak mendeteksi wadah,

maka mesin tidak dapat dioperasikan. Hal ini juga bertujuan sebagai pengaman,

menghindari tumpahnya isi telur jika tidak tersedianya wadah penampung isi telur.

Indikator telur kurang (L4) akan aktif apabila jumlah telur yang diproses atau CNT02

belum mencapai nilai DM100, tetapi telur dalam penampungan sudah habis. Logika

pemrograman untuk kondisi seperti ini adalah kondisi ketiga. Dengan melakukan operasi

komparasi antara nilai CNT02 dengan DM100 seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.16.

Alamat 200.03 (R3) aktif apabila nilai CNT02 kurang dari DM100. Apabila terjadi kondisi

ketiga, mesin harus berhenti setelah memproses pemecahan telur terakhir. Maka pada

program PLC, untuk mengaktifkan rung ini, syarat yang harus dipenuhi adalah R3 aktif,

register 201.00 bernilai 0, dan sensor kapasitif tidak mendeteksi telur selama 6 detik.

Sehingga alamat 203.01 aktif dan memutus rung tombol start dan mengaktifkan indikator

L4 pada alamat 10.05 dan buzzer pada alamat 10.06. Pada tabel 4.5 nomor 7 dan 8

menunjukkan kondisi aktif dan tidaknya kedua indikator tersebut. Indikator buzzer hanya

akan aktif selama dua detik sebagai tanda peringatan bahwa jumlah telur yang berada di

penampungan masih kurang.


56

Tabel 4.5. Indikator HMI dengan PLC

No. Hasil Tegangan

keluar

1.

Kap

asi

tif

men

det

eksi

telu

r

0V

2.

Kap

asi

tif

tid

ak

men

det

eksi

tel

ur

15,12 V


57

Lanjutan tabel 4.5.

No. Hasil Tegangan

keluar

3.

Ind

ikato

r m

esin

sed

an

g b

erja

lan

“O

n”

15,13 V

4.

Ind

ikato

r m

esin

sed

an

g b

erja

lan

“O

ff”

0 V


58

Lanjutan tabel 4.5.

No. Hasil Tegangan

keluar

5.

Ind

ikato

r w

ad

ah

ter

sed

ia “

On

”

15,12 V

6.

Ind

ikato

r w

ad

ah

ter

sed

ia “

Off

”

0 V


59

Lanjutan tabel 4.5.

No. Hasil Tegangan

keluar

7

.

Ind

ikato

r k

ura

ng “

On

”

10.05 =

15,10V

10.06 =

15,11V

8.

Ind

ikato

r k

ura

ng “

Off

”

10.05 =

0V

10.06 =

0V


60

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Berdasarkan hasil dan analisis mesin pemecah dan pemisah isi telur berbasis PLC

yang telah dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut:

a. Program sekuensial PLC berjalan dengan baik.

b. Komunikasi HMI dengan PLC berjalan dengan baik.

c. Pembacaan sensor yang digunakan bekerja dengan baik secara keseluruhan.

d. Tampilan HMI bekerja dengan benar sesuai fungsinya masing-masing.

e. Proses pemecahan telur pada pengujian pertama tidak berjalan dengan baik karena

tidak bekerja dengan benar. Sedangkan proses pemisahan isi telur kurang berjalan

dengan baik dengan persentase keberhasilan 65%.

f. Proses pemecahan telur pengujian kedua dinyatakan berhasil dengan persentase 90%

keberhasilannya. Sedangkan proses pemisahan isi telur bekerja kurang baik, karena

persentase keberhasilan 35%.

5.2. Saran

Setelah melakukan penelitian terdapat beberapa saran untuk penelitian selanjutnya,

yaitu:

a. Panjang konveyor dibuat lebih panjang lagi supaya mempermudah mengatur

ketinggian penampungan telur dan agar tidak ada telur yang terjepit antara konveyor

saat berjalan dengan besi tempat untuk penekan telur.

b. Plat stainless dudukan solenoid dibuat lebih tebal dan kuat agrar tidak terjadi plat

yang melengkung saat proses pemecahan.

c. Kerangka mesin dibuat lebih besar untuk memberi ruang untuk gerak kotak konveyor

yang suatu saat dapat terjepit pada kerangka.

d. Mekanisme pemecahan telur dibuat dengan model lain agar saat pemecahan telur, isi

kuning telur tidak terbelah oleh pisau pembuka cangkang.


61

DAFTAR PUSTAKA

[1] Puspita, Putri (2018). Mengapa Putih dan Kuning Telur Biasanya dipisahkan Saat

Membuat Kue?. Dikutip tanggal 5 November 2018. Dari:

https://bobo.grid.id/read/08894193/mengapa-putih-dan-kuning-telur-biasanya-

dipisahkan-saat-membuat-kue?page=all

[2] OVO-Tech. RZ-1 – One Row Egg Breaker Machine. Dikutip tanggal 5 November

2018. Dari: http://egg-breakers.com/en/machines

[3] Setyawan, Aris dan Dad Safaqat. 2016. Mesin Pemecah Telur Otomatis (Automation

Egg Cracker). Tugas Akhir. Mekatronika. Politeknik Mekatronika Sanata Dharma.

[4] Bolton, W. 2004. Programmable Logic Controller (PLC): Sebuah Pengantar Edisi

ketiga. Diterjemahkan oleh: Irzam Harmein, S.T. Jakarta: Erlangga.

[5] Pranowo, Ignatius Derajad. 2016. Panduan Belajar PLC Teori dan Praktik.

Yogyakarta : Universitas Sanata Dharma.

[6] 6 Elektronika Dasar (2016). Sensor Kapasitif. Dikutip tanggal 14 November 2018.

Dari: http://elektronika-dasar.web.id/sensor-kapasitif/ [diakses: 14-11-2018]

[7] ---. 1999. Data Sheet SYSMAC CPM1/CPM1A/CPM2A/CPM2C/SRM1(-V2)

Programmable Controllers Programming Manual. OMRON.

[8] D. Petruzella, Frank. 2001. Elektronik Industri. Diterjemahkan oleh : Drs. Sumanto,

M.A. Yogyakarta : ANDI.

[9] Wicaksono, Handy. 2009. Programmable Logic Controller: Teori, Pemrograman

dan Aplikasinya dalam Otomasi Sistem. Yogyakarta: Graha Ilmu.

[10] https://www.indoworx.com/power-supply/ [dikutip tanggal: 11-12-18]

[11] UkuranDanSatuan.com (2017). Cara Menghitung Tekanan pada Zat Padat. Dikutip

tanggal 14 Desember 2018. Dari: http://ukurandansatuan.com/cara-menghitung-

tekanan-pada-zat-padat.html/

[12] Prasetyadi, Juan. Fungsi Relay dan Macam-Macam Relay. Dikutip tanggal 22

Januari 2019. Dari: https://www.teknik-otomotif.com/2017/09/fungsi-relay-dan-

macam-macam-relay.html


62

[13] Electronics Hub. (2015). Types of Switches. Dikutip tanggal 22 Januari 2019. Dari:

https://www.electronicshub.org/switches/

[14] Electrical Technology. What is A Solenoid Magnetic Field. Dikutip tanggal 22

Januari 2019. Dari: https://www.electricaltechnology.org/2014/11/solenoid-and-

solenoid-magnetic-field.html

[15] Kho, Dickson. Pengertian Power Supply dan Jenisnya. Dikutip tanggal 22 Januari

2019. Dari: https://teknikelektronika.com/pengertian-power-supply-jenis-catu-daya/

[16] Autonics. Proximity Sensor Kapasitif Silindris. Dikutip tanggal 22 Januari 2019.

Dari: https://www.autonics.com/series/3000470

[17] Suprijono, Bambang. Konfigurasi Sistem. Dikutip tanggal 26 Januari 2019. Dari:

https://anzdoc.com/bab-iii-konfigurasi-sistem.html

[18] Rumus Statistik. Rata-Rata Hitung (Mean). Dikutip tanggal 26 Januari 2019. Dari:

https://www.rumusstatistik.com/2013/07/rata-rata-mean-atau-rataan.html

[19] Royen, Abi. (2016). Komunikasi RS232. Dikutip tanggal 6 Februari 2019. Dari:

http://www.instrumentasi.info/2016/09/komunikasi-rs232.html

[20] ---, 1999. SYSMAC CPM2A Programmable Controllers Operation

Manual.OMRON.

[21] Fizika Zone. (2014). Torsi. Dikutip tanggal 2 April 2019. Dari:

http://fisikazone.com/torsi/


63

LAMPIRAN


Lampiran 1.

Program PLC


Lampiran 2.

Proses pemecahan telur pada mesin.

Lampiran 3.

Contoh proses pemisahan isi telur yang gagal

Hasil pemecahan telur yang gagal. Isi telur kuning pecah karena mengenai pisau

saat proses pemecahan.


Lampiran 4.

Contoh proses pemisahan yang berhasil.

Lampiran 5.

Hasil dari pemisahan isi telur

Pada gambar terlihat wadah putih telur masih tercampur kuning telur, yang

disebabkan saat proses pemecahan kuning telur ikut pecah karena terkena pisau

pembuka cangkang.


Lampiran 6.

Perubahan flowchart


Lampiran 7.

Hasil pengujian pertama pada proses pemecahan dan pemisahan isi telur.

Telur Ke- Keberhasilan Tampilan

Counter C2 Pemecahan Pemisahan

0 Tidak ada

proses

Tidak ada

proses 0

1 Tidak Ya 1

2 Tidak Tidak 2

3 Tidak Ya 3

4 Tidak Tidak 4

5 Tidak Ya 5

6 Tidak Ya 6

7 Tidak Ya 7

8 Tidak Tidak 8

9 Tidak Ya 9

10 Tidak Tidak 10

11 Tidak Tidak 11

12 Tidak Ya 12

13 Tidak Ya 13

14 Tidak Ya 14

15 Tidak Tidak 15

16 Tidak Ya 16

17 Tidak Tidak 17

18 Tidak Ya 18

19 Tidak Ya 19

20 Tidak Ya 20

Jml

berhasil 0 13

Persentase 0% 65%

Pada percobaan pertama ini dalam proses pemecahan tidak ada yang

berhasil. Sedangkan tingkat keberhasilan pemisahan isi telur sebesar 65% dari

total jumlah telur 20 butir. Ketidakberhasilan dalam proses pemecahan ini

disebabkan oleh plat stainless yang ditunjukkan pada gambar L7 kurang kuat

menahan tekanan telur saat ditekan oleh penekan cangkang telur, karena kurang

tebal. Sehingga plat tersebut melengkung dan mengakibatkan pisau pembuka

cangkang ikut bergerak turun dan tidak dapat berfungsi untuk memecah dan

membuka cangkang telur. sedangkan ketidakberhasilan dalam proses pemisahan


isi telur, dikarenakan posisi kuning telur saat pada proses pemecahan berada tepat

di atas pisau. Sehingga kuning telur ikut terbelah.

Gambar L7. Dudukan plat stainless

Setelah melakukan pengamatan pada pengujian pertama dan hasil proses

pemecahan tidak ada yang berhasil, maka plat stainlees tersebut dibuat 2 mm

lebih tebal dari yang awalnya setebal 2 mm.

Lampiran 8

Data kepekaan sensor kapasitif

No. jarak (mm) terdeteksi?

1 10 tidak

2 9 tidak

3 8 Ya

4 7 Ya

5 6 Ya

6 5 Ya

7 4 Ya

8 3 Ya

9 2 Ya

10 1 Ya

11 0 Ya

Tipe sensor proximity capacitive yang digunakan adalah Autonics CR18-8DN.

Spesifikasi jarak maksimum pendeteksian adalah 8mm.


Lampiran 9

Penjelasan pembuatan HMI

HMI yang digunakan pada mesin ini adalah tipe NB10-W-TW01B. HMI ini

memiliki ukuran layar 10 inchi. Untuk dapat berkomunikasi dengan PLC, HMI ini

menggunakan kabel RS232 dengan konfigurasi seperti ditunjukkan oleh gambar

4.17. Desain HMI Omron tipe NB menggunakan software NB-Designer melalui

komputer/PC. Cara untuk membuat desain HMI menggunakan NB-Designer

adalah sebagai berikut:

1. Buka aplikasi NB-Designer.

2. Sebelum lebih lanjut, gambar dibawah ini akan menunjukkan bagian-bagian

dari NB-Designer.

a. Menu Bar

Pengklasifikasian fungsi pada NB-Designer dalam grup.

b. Tool Bar

Menunjukkan ikon fungsi umum pada NB-Designer.

c. Project Library Window


Berisi mengenai koneksi komunikasi, PT, PLC, Parts, dan project

database yang akan digunakan.

d. Output Window

Menunjukkan proses compile pada project, sekaligus memberi informasi

apabila terjadi error/kesalahan.

e. Edit Window

Digunakan untuk mendesain tampilan HMI dan mengatur komunikasi

antara HMI dan PLC.

f. Project File Window

Menampilkan korelasi file antara project yang terkait didalam HMI

dengan macro file.

g. Project Work Space

Menampilkan konfigurasi keseluruhan seperti PLC, HMI, dan layar.

3. Setelah dibuka kemudian buat project baru dengan cara klik NEW, maka akan

tampil gambar sebagai berikut.

Isi nama project pada project name. Kemudian klik OK.

4. Kemudian pada menu Project Library Window terdapat tab connector, PT,

PLC, Parts, function Parts, dan Project Database. Seperti yang ditunjukkan

gambar berikut.


Tab PT berisi jenis-jenis HMI, pilih NB10W-TW01B.

Tab PLC berisi jenis-jenis PLC, pilih OMRON C Series.

Kemudian pilih jenis konektor yang akan digunakan antara PLC dengan HMI

dengan membuka tab Connector, pilih Serial Port.

5. Drag/ tarik masing-masing pilihan tersebut kedalam edit window, dan

hubungkan setiap ujung Serial Port ke HMI dan PLC. Pada HMI, hubungkan

ujung Serial Port ke Port1. Sehingga koneksi seperti gambar berikut.


Kemudian untuk memulai membuat desain HMI, klik HMI0 pada Project

Work Space.

6. Setelah itu edit window masuk dalam mode desain HMI seperti gambar

berikut.

Warna latar belakang/background dapat diganti melalui menu bar Screen

Screen_Property akan tampil jendela screen property, kemudian centang

Background Color dan pilih warna background yang diinginkan. Kemudian

klik OK.


7. Membuat tombol

Membuat tombol dapat melalui menu bar Components Button/Switch

Bit Button. Kemudian akan muncul jendela bit button property. Lalu isikan

pengaturan didalam jendela tersebut sebagai berikut:

a. Pada tab basic Property.

PT : HMI0

PLC No : 0

Area/Variable : A_Bit

Address : 0.00


b. Pada tab Bit Button, gunakan type Momentary.

c. Pada tab Graphics

Klik import Graphics pilih folder BG pilih folder Button pilih

bentuk tombol yang diinginkan klik Import klik Exit.

Kemudian klik OK.


8. Kemudian tentukan diposisi mana tombol akan diletakan.

9. Membuat indikator

Membuat indikator dapat melalui menu bar Components Display Bit

Lamp. Kemudian akan muncul jendela bit lamp property. Lalu isikan

pengaturan didalam jendela tersebut sebagai berikut:

a. Pada tab Basic Property.

PT : HMI0

PLC No : 0

Area/Variable : CIO_IR_Bit

Address : 10.00


b. Pada tab Bit Lamp, pilih type Normal.

c. Pada tab Graphics

Klik Import Graphics pilih folder BG pilih folder Lamp pilih

bentuk indikator yang diinginkan klik Import klik Exit.

10. Kemudian tentukan diposisi mana indikator akan diletakan.

11. Membuat Number Input

Membuat Number Input dapat melalui menu bar Components

Number/Text Number Input. Kemudian akan muncul jendela Number

input property. Lalu isikan pengaturan didalam jendela tersebut sebagai

berikut:


a. Pada tab Basic Property:

PT : HMI0

PLC No : 0

Area/Variable : D

Address : 100

b. Pada tab numeric data:

Storage format : Unsigned Integer

Integer : 4

Max : 20

Min : 0


c. Tentukan diposisi mana Number Input akan diletakkan.

12. Membuat Number Display

Membuat Number Input dapat melalui menu bar Components

Number/Text Number Display. Kemudian akan muncul jendela Number

display property. Lalu isikan pengaturan didalam jendela tersebut sebagai

berikut:

a. Pada tab Basic Property:

PT : HMI0

PLC No : 0

Area/Variable : D

Address : 100


b. Pada tab Numeric Data:

Storage format : Unsigned Integer

Integer : 4

Max : 9999

Min : 0

c. Klik OK, kemudian tentukan diposisi mana Number Input akan diletakkan.


13. Mengunggah tampilan HMI dari PC ke HMI.

a. Lihat IP pada HMI dengan cara memindah switch yang berada dibelakang

HMI ke mode system setting mode.

Kemudian nyalakan HMI dan akan muncul pengaturan HMI seperti

berikut:

Alamat IP address HMI disetting 192.168.250.1

Subnetmask 255.255.255.0

b. Kemudian atur IP pada PC dengan IP yang satu kelas dengan HMI


IP addres PC : 192.168.250.2

Subnetmask : 255.255.255.0

Default gateway : 192.168.250.3

c. Pengaturan download

Terlebih dahulu atur dahulu dengan apa kita akan mendownload pada

menu tools Transmission Setting pada download device, ubah

menjadi Ethernet isi alamat IP Addres (IP HMI) 192.168.250.1

klik OK.

d. Pastikan program HMI yang akan didownload ke HMI tidak ada error

melalui Tools Compile. Terdapat error atau tidaknya dapat dilihat

pada output window.

e. Mendownload NB-designer ke HMI OMRON.

Download program HMI dari PC ke HMI Omron, melalui menu bar Tools

download muncul jendela NBDownload klik download.


Setelah klik download, HMI akan mengunduh program HMI dari PC.

Tunggu hingga tampilan proses download pada HMI dan PC selesai.

f. HMI siap digunakan untuk berkomunikasi dengan PLC.


mesin pemecah telur dan pemisah isi telur berbasis … · sistem ini menggunakan hmi sebagai gui...

Documents