PROPOSAL TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN LOCAL CONTROL UNIT ( LCU )

PRESSURE PADA MINIPLANT PROSES CONTROL PRESSURE

LABORATORIUM REKAYASA INSTRUMENTASI

Oleh :

ANDI SAEHUL RIZAL

NRP : 2407 030 049

PROGRAM STUDI D3 INSTRUMENTASI

JURUSAN TEKNIK FISIKA

FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

SURABAYA

2010

LEMBAR PENGESAHAN

PROPOSAL TUGAS AKHIR

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK INSTRUMENTASI

JURUSAN TEKNIK FISIKA FTI – ITS

1. Judul : Rancang Bangun Local Control Unit ( LCU )

Pressure Pada Miniplant Proses Control Pressure

Laboratorium Rekayasa Instrumentasi

2. Bidang Minat : Instrumentasi

3. a. Nama Mahasiswa : Andi Saehul Rizal

b. NRP : 2407 030 049

c. Jenis Kelamin : Laki - laki

4. Jangka waktu TA : 1 semester

5. Pembimbing : Fitri Adi Iskandarianto ST,MT

6. Usulan proposal yang ke : I ( Satu )

7. Status : Baru

NRP. 2407 030 049

Pembimbing I

Fitri Adi Iskandarianto, ST. MT NIPN.197903252006041002

PembimbingII

Ir.Ya’umar, MTNIPN.19540406 198103 1 003

Pengusul

Andi Saehul Rizal

Mengetahui,Ka.Lab. Rekayasa Instrumentasi

Ir.Ya’umar, MTNIPN. 19540406 198103 1 003

I. Judul : Rancang Bangun Local Control Unit ( LCU ) Pressure

Pada Miniplant Proses Control Pressure

Laboratorium Rekayasa Instrumentasi

II. Bidang Minat : Instrumentasi

III. Pembimbing I : Fitri Adi Iskandarianto ST,MT

Pembimbing II : Ir.Ya’umar, MT

IV. Abstrak

Pada system pengendalian proses terdapat variable-variabel yang harus

dikendaliakan seperti pressure, temperature, flow, dan level. Pada system

pengendalian proses secara umum terdiri dari alat ukur, pengontrol, dan pengendali

akhir. Pada setiap loop pengendalian diperlukan suatu pengontrol agar system

pengendalian dapat dikontrol. Local Control Unit (LCU) merupakan kombinasi

terkecil perangkat keras yang dirancang dalam sistem kontrol yang nantinya akan

dihubungkan dengan Human Machine Interface (HMI) . LCU mengambil input dari

alat ukur proses (transmitter) dan perintah operator, selanjutnya digunakan sebagai

data untuk menghitung sinyal output agar proses mengikuti perintah yang diinginkan.

Setelah perhitungan kontrol selesai dilakukan, LCU mengirim output kontrol ke

aktuator yang berfungsi untuk mengatur tekanan. Pada perancangan LCU ini

menggunakan mikrokontroller AT MEGA 8535 yang nantinya akan dihubungkan

dengan HMI sehingga dapat dimonitoring dan dikontrol dengan system control

terdistribusi.

V. Latar Belakang

Instrumentasi merupakan device atau peralatan yang digunakan untuk

menunjang sebuah sistem dalam menjalankan proses tertentu untuk tujuan tertentu

pula. Setiap kegiatan proses dalam sebuah system di industri senantiasa membutuhkan

peralatan–peralatan otomatis untuk mengendalikan parameter–parameter prosesnya.

Otomatisasi tidak saja diperlukan demi kelancaran operasi, keamanan, ekonomi,

maupun mutu produk, tetapi lebih mengutamakan pada kepentingan penggunaan

manusia (user) sebagai kontrol manual, kecepatan, kualitas, serta kuantitas yang

dihasilkan dibandingkan dengan menggunakan kontrol manual, dalam hal ini manusia

sebagai pengendali dan pelaku keputusan. Hampir semua proses industri dalam

menjalankan proses produksinya membutuhkan bantuan sistem pengendali, Ada

banyak pengendalian yang harus dikendalikan di dalam suatu proses. Diantaranya

yang paling umum, adalah tekanan (pressure) didalam sebuah vessel atau pipa, aliran

(flow) didalam pipa, suhu (temperature) di unit proses seperti heat exchanger, atau

permukaan zat cair (level) disebuah tangki. Ada beberapa parameter lain diluar

keempat elemen diatas yang cukup penting juga dan juga perlu dikendalikan karena

kebutuhan spesifik proses, diantaranya : pH, Velocity, berat, lain sebagainya.

Pengendalian pada umumnya menghendaki proses berjalan dengan stabil.

Proses yang stabil merupakan sebuah proses dimana besarnya setpoint sama dengan

besarnya meassurment variabel, sehingga error sama dengan nol. Error yang sama

dengan nol ini dapat mengakibatkan tidak adanya manipulated variabel untuk

membuka atau menutup valve yang menjadikan sebuah proses yang berjalan secara

kontinyu tanpa gangguan. Untuk itu diperlukan suatu pengontrol pada system

pengendalian dimana controller akan didesain menjadi Local Control Unit ( LCU )

yang nantinya akan dihubungkan dengan Human Machine Interface ( HMI ) sehingga

system control dapat didistribusikan dan LCU akan mengontrol plant sehingga proses

pengendalian menjadi stabil.

VI. Permasalahan

Permasalahan yang muncul pada perancangan alat ini adalah bagaimana

merancang pressure controller yang berupa Local Control Unit ( LCU ) yang dapat

mengontrol pressure pada miniplant pressure control pressure unit yang nantinya akan

dihubungkan dengan Human Machine Interface ( HMI ).

VII. Batasan Permasalahan

Adapun batasan permasalahan dari sistem yang dirancang ini adalah :

Sistem ini dirancang dan dijalankan pada Local Control Unit ( LCU ) yang

berupa panel yang berhubungan langsung dengan plant di lapangan.

Sistem ini hanya mengontrol satu variabel yang berupa pressure pada loop

pengendaliannya.

VIII. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk merancang dan membuat sistem

pengendalian pressure yang berupa Local Control Unit ( LCU ) pressure yang dapat

mengontrol pressure dan dapat dihubungkan dengan Human Machine Interface ( HMI

) sebagai subsistem dari sistem control terdistribusi.

IX. Tinjauan Pustaka

Adapun sumber – sumber pustaka yang menunjang dalam pelaksanaan

pengerjaan tugas akhir ini adalah :

Gunterus.F, “Falsafah Dasar Sistem Pengendalian Proses”, Elex Media

Komputindo, Jakarta, 1994.

Malvino, “Prinsip – Prinsip Elektronika”, Erlangga.Jakarta, 1997.

Panduan Praktis Teknik Antar Muka dan Pemograman Mikrokontroler (Paulus

AN., 2003)

Sistem Pengukuran Aplikasi dan Perancangan (Ernest O. Doebelin)

X. Teori Penunjang

10.1 Sistem Pengendalian Proses

Hampir semua proses di industri membutuhkan peralatan – peralatan otomatis

untuk mengendalikan parameter – parameter prosesnya. Otomatisasi tidak hanya

diperlukan demi kelancaran operasi, keamanan, ekonomi maupun mutu produk, tetapi

lebih merupakan kebutuhan pokok. Suatu proses industri tidak akan dapat dijalankan

tanpa bantuan sistem pengendalian. Parameter – parameter yang umum dikendalikan

dalam suatu proses adalah tekanan ( pressure ), laju aliran (flow), suhu ( temperature

) dan permukaan zat cair (level ). Gabungan serta alat – alat pengendalian otomatis

itulah yang disebut sistem pengendalian proses (process control system). Sedangkan

semua peralatan yang membentuk sistem pengendalian tersebut disebut instrumentasi

pengendalian proses (process control instrumentation).

Istilah – istilah yang perlu diketahui dalam sistem otomatis adalah sebagai berikut:

Proses : tatanan peralatan yang mempunyai suatu fungsi tertentu, contohnya level

tangki.

Controlled Variable : besaran atau variabel yang dikendalikan. Besaran ini pada

diagram kotak disebut juga dengan output proses atau level tangki..

Manipulated Variable : input dari suatu proses yang dapat di manipulasi agar

controlled variable sesuai dengan set point-nya.

Disturbance : besaran lain (selain manipulated variable) yang dapat

menyebabkan berubahnya level tangki diatas dari tangki yang dikendalikan

Sensing Element : bagian paling ujung suatu sistem pengukuran, seperti sensor

level.

Transmitter : untuk membaca sinyal sensing element dan mengubah sinyal yang

dapat dipahami oleh kontroller seperti signal conditioning (SC).

Tranducer : unit pengalih sinyal.

Measurement Variable : sinyal yang keluar dari transmitter. Jika dalam

pengendalian level, sinyal yang keluar adalah berupa level.

Set Point : besar process variable (level) yang dikehendaki.

Controller : elemen yang melakukan tahapan mengukur - membandingkan –

menghitung – mengkoreksi. Proporsional Integral Derivatif (PID) salah satu

controller yang sering digunakan dalam industri.

Final Control Element : bagian akhir dari instrumentasi sistem pengendalian

yang berfungsi untuk mengubah measurement variable dengan cara manipulated

variable, berdasarkan perintah pengendali. Salah satu final control element yang

digunakan dalam pengendalian level adalah motorized valve.

Secara garis besar suatu rangkaian pengendalian proses dibagi menjadi 4

langkah, yaitu : mengukur – membandingkan - menghitung – mengkoreksi. Langkah

pertama yaitu mengukur , merupakan tugas dari sensor. Langkah berikutnya adalah

membandingkan apakah hasil pengukuran dari sensor sudah sesuai dengan apa yang

dikehendaki. Apabila terjadi ketidaksesuaian antara set point dengan hasil pengukuran

maka akan dilakukan perhitungan untuk menentukan aksi apa yang dilakukan supaya

sesuai dengan set point yang diinginkan. Pada langkah kedua dan ketiga ini adalah

tugas dari pengendali. Langkah terakhir adalah melakukan pengkoreksian yang

merupakan tugas dari aktuator.

Gambar 10.1 Diagram Blok Aliran Proses Pengendalian

10.2 Local Control Panel

Local Control Panel atau Local Control Unit (LCU) merupakan kombinasi

terkecil perangkat keras dalam sistem kontrol terdistribusi seperti DCS yang

melakukan fungsi kontrol rangkaian tertutup. Local Control Panel mengambil input

dari alat ukur proses (transmitter) dan perintah operator, selanjutnya digunakan

sebagai data untuk menghitung sinyal output agar proses mengikuti perintah yang

diinginkan. Setelah perhitungan kontrol selesai dilakukan, Local Control Panel

mengirim output kontrol ke aktuator, penggerak (drive system), valve atau alat

mekanik lain yang berfungsi untuk mengatur aliran, temperatur, tekanan dan variabel

proses lainnya yang dikontrol.

Local Control Panel dapat bekerja secara mandiri pada proses pengontrolan

apabila sistem kontrol yang ada di pusat mengalami gangguan, begitu juga sebaliknya

apabila pada Local Control Panel mengalami gangguan maka dapat langsung

ditangani oleh sistem kontrol pusat dan lokal kontrol akan di shutdown, sehingga

sistem tetap berjalan sesuai dengan parameter yang diinginkan. Local Control Panel

memiliki rangkaian input/output (I/O) sehingga dapat berkomunikasi dengan dunia

luar dengan cara membaca atau menerima data analog dan data digital maupun

mengirim data serupa keluar panel.

Gambar 10.2 Komponen Dasar Local Control Panel[2]

Pada Gambar 2.2 merupakan konfigurasi minimum yang diperlukan untuk

melakukan fungsi kontrol dasar.

Unit Prosesor

- Melakukan komputasi fungsi kontrol

- Setting nomor domain dan nomor station

Unit Catu Daya

- Menerima daya dari power distribution board dan

mengkonversinya menjadi tegangan searah (DC).

- Mendistribusikan tegangan DC ke semua unit pada Local

Control Panel.

Modul Masukan/Keluaran (I/O Module)

- Modul Masukan/Keluaran mengubah sinyal analog atau

digital dari field equipment yang menuju Local Control

Panel atau sebaliknya.

Local Control Panel akan mengakuisisi data plant dari sensor. Mengontrol

proses mesin melalui modul keluaran menggunakan program.Program dieksekusi oleh

prosesor. Algoritma kontrol dapat dikodekan dalam bahasa assembly dan disimpan

didalam memory. Setelah kontroler dihidupkan, Local Control Panel segera membaca

data input, melaksanakan algoritma kontrol dan kemudian membangkitkan outputan

kontrol. Para pengguna dapat merubah program menggunakan suatu bahasa

pemrograman dan mnyimpannya dalam memori program di Local Control Panel.

Local Control Panel merupakan kontroler berbasis mikroprosesor yang

dilengkapi dengan bermacam-macam fungsi-fungsi kontrol yang berpusat di sekitar

kontrol umpan balik dan kontrol sekuensial, fleksibelitas dalam memberikan respons

terhadap operasi CRT dan panelboard serta berbagai fasilitas interfacing input/output

(I/O) yang memungkinkan pemrosesan bermacam-macam sinyal dapat digunakan

pada berbagai bidang dimulai dari pengontrolan proses kontinyu sampai dengan

proses batch.

10.3 Catu Daya

Sebagai sumber daya sebagian besar piranti elektronika membutuhkan tegangan

searah (Direct Current/DC). Penggunaan baterai sebagai sumber daya DC kurang

efektif, hal ini disebabkan daya yang dimiliki oleh baterai hanya mampu digunakan

dalam beberapa waktu saja (tidak tahan lama) dan harganya relatif mahal. Satu-

satunya sumber daya yang mudah didapat dan paling murah adalah tegangan listrik

dari jaringan PLN sebesar 220 volt dengan frekuensi 50 – 60 Hz.

Tegangan jaringan ini berupa tegangan bolak – balik (Alternate Current/AC),

oleh karena supaya dapat mencatu piranti elektronik yang membutuhkan tegangan

DC, maka diperlukan sebuah rangkaian yang bisa merubah tegangan bolak – balik

menjadi tegangan searah yang dinamakan rangkaian penyearah yang tidak

mengurangi tegangan DC – nya ketika arus beban yang lebih besar dialirkan dari

pencatu daya ini. Beberapa komponen penunjang dari rangkaian pencatu daya

meliputi :

10.3.1 Tranformator

Digunakan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala listrik 110 / 220 volt

pada kumparan primernya menjadi tegangan AC yang lebih rendah pada kumparan

sekundernya.

Gambar 10.3 Transformator Daya (step down) Tanpa CT (Center Tap)

Gambar 10.4 Transformator Daya (step down) Menggunakan CT (Center Tap)

Gambar 10.5 Sinyal output dari transformator step down.

10.3.2 Diode penyearah

Diode pada rangkaian catu daya ini berfungsi sebagai penyearah tegangan bolak

– balik (VAC) menjadi tegangan searah (VDC). Konfigurasi dari pemakaian diode

penyearah ini ada dua macam yaitu penyearah diode setengah gelombang dan

penyearah diode gelombang penuh. Dibawah ini merupakan rangkaian dioda

penyearah gelombang penuh.

Gambar 10.6 Penyearah dioda gelombang penuh.

Gambar 10.7 sinyal input dan output dari rangkaian dioda penyearah.(a)sinyal

input, (b)sinyal output

10.3.3 Regulator

Pemakaian regulator pada pencatu daya berfungsi sebagai stabilitas tegangan.

Komponen aktif ini mampu meregulasi tegangan menjadi stabil. Komponen ini sudah

dikemas dalam sebuah IC regulator tegangan tetap yang biasanya sudah dilengkapi

dengan pembatas arus (current limiter) dan juga pembatas suhu (thermal shutdown).

Jenis IC regulator tegangan tetap yang sering dipakai adalah jenis 78xx atau 79xx. IC

regulator 78xx menghasilkan output tegangan dengan polaritas positif sedangkan

79xx menghasilkan output tegangan dengan polaritas negatif. Konstruksi dari

regulator ini dapat dilihat pada Gambar 2.6

Gambar 10.8 IC Regulator 78xx

Hanya saja perlu diketahui supaya rangkaian regulator dengan IC tersebut bisa

bekerja, tegangan input harus lebih besar dari tegangan output regulatornya. Biasanya

perbedaan tegangan Vin terhadap Vout yang direkomendasikan ada di dalam datasheet

kompenen tersebut. Pemakaian alumunium pendingin (heatsink) dianjurkan jika

komponen ini dipakai untuk mencatu arus yang besar

10.4 Diffrential Preassure Transmitter

Bila instrumen adalah impuls saluran pipa dengan berjalan dari sisi hulu dan

hilir dari lubang piring, proses tekanan dari masing-masing baris dikirim melalui

isolatingdiafrakma dan mengisi minyak Silicone cairan ke sensing diafrakma di

bagian tengah kapsul. Capacitance piring di kedua sisi sensing diafrakma

mendeteksi posisi yang diafrakma dan mengkonversikan diferensial tekanan menjadi

sinyal 4-20 mA. 8246-A yang berkomunikasi dengan 8246-C menggunakan

Antarmuka standar frekuensi shift keying, yang diterima secara luas komunikasi

teknik. Antarmuka yang menggunakan frekuensi tinggi sinyal dilapiskan keatasnya

pada 4-20 mA transmitter output untuk berkomunikasi atas lingkaran. Karena energi

bersih ditambahkan ke lingkaran kecil, komunikasi tidak mengganggu 4-20 mA sinyal

sama sekali. Instrumen yang dapat kembali berkisar dengan atau tanpa alat. Interface

unit jika tidak tersedia, kisaran dapat diatur dengan tombol yang terletak di bawah

label sertifikasi logam. Rentang pengaturan dapat mengambil tempat di baris yang

disediakan 8246-A-3M (3-katup, zeroing manifold) atau 8246-A-5M (5-katup, dan

zeroing baris blowdown manifold) digunakan untuk mengisolasi yang impuls baris

Dari proses

Dalam tahanan mentransfer aplikasi ini untuk umum

menggunakan lubang piring dikombinasikan dengan diferensial preassure (DP)

transmitters untuk menunjukkan volumetric arus dan untuk dijadikan sebagai "cash

register." Karena ini, pelanggan Emerson Process Management permintaan handal,

akurasi tinggi perangkat. Bergantung pada kualitas pengukuran perangkat, beberapa

sumber kesalahan ada di dalam pipa negatif yang mungkin mempengaruhi ketepatan

alur pengukuran. Dua Contoh-contoh termasuk Persen Square Root Error (%SRE)

Amerika dan melebihi Gas Association (Aga) denyut lingkungan disarankan batas.

Bila menggunakan DP untuk menentukan arus menilai, maka persegi akar DP adalah

proporsional dan mengalir dianggap sangat akurat pengukuran saat operasi di bawah

steadystate kondisi. Bila proses ini tidak stabil, untuk contoh ini karena disebabkan

oleh pulsations pompa, Kompresor atau kontrol katup, maka akan menunjukkan hasil

yang lebih tinggi daripada arus menilai sebenarnya. Sebelum bekerja pada

mengidentifikasi% SRE yang telah diambil bentuk metode signifikan untuk

meningkatkan tingkat yang di DP adalah sampel untuk mencapai virtual seketika DP

membaca. Teknik ini efektif menghilangkan the square root kesalahan melalui

kemampuan untuk melaporkan rata-rata seketika persegi akar DP, dianggap oleh

industri menjadi akurat keterwakilan benar arus tinggi. Sebelumnya telah ada

perangkat tersedia baik untuk memberikan yang handal dan akurat tekanan

pengukuran serta menawarkan indikasi adanya proses denyutan sampai sekarang.

3051S yang dilengkapi dengan diagnosa fitur papan memenuhi kedua kebutuhan.

Khas aliran aplikasi akan mengambil persegi akar rata-rata dari beberapa DP

pembacaan sebagai artifact dari sampel menilai bila menggunakan Distributed

Control System (DCS) atau arus komputer. Selain itu, pengurangan, rata-rata selama

periode waktu, sering digunakan untuk memperlunakkan overreaction singkat untuk

proses anomalies. Ini, namun akan meningkatkan kerentanan ke atas laporan arus

ketika harga terkena tekanan pulsations ditinggikan. Menggambarkan bagaimana

equation 1% SRE adalah dihitung. Aga yang standar untuk sebuah denyut lingkungan

yang dapat diterima akan muncul di Equation 2..

Gambar 10.9 Wiring DP Transmitter

Gambar 10.10 gambar dan bagian DP transmitte

r

10.5 Control Valve

Control valve atau proportional valve adalah alat yang digunakan untuk

memodifikasi aliran fluida atau laju tekanan pada sebuah sistem proses dengan

menggunakan daya untuk operasinya. Valve ini digunakan oleh industri dalam banyak

aplikasi. Control valve adalah elemen kontrol akhir yang paling umum digunakan

untuk mengatur aliran bahan dalam sebuah proses. Pada suatu lup proses, hanya ada

resistansi variable yang dikontrol, sedangkan resistansi berubah-ubah karena

perubahan aliran pada sistem atau karena lapisan pipa dan permukaan dinding

peralatan. Variasi resistansi ini tidak diinginkan dan harus dikompensasi dengan

menggunakan control valve.

Pada sebagain besar kasus, control valve diinginkan berubah secara kontinyu

berdasarkan sinyal kontrol untuk mempertahankan kondisi mantap dari variable

proses. Karena kemampuan jangkauan yang lebar sudah menjadi sifat bawaan dalam

memilih ukuran control valve, maka terdapat beberapa pilihan yang dibuat,

bergantung pada:

- desain bodi

- karakteristik aliran

- jenis actuator

- desain trim.

Gambar 10.11 Struktur Control Valve Tipikal

Jenis Aktuator

Fungsi dari aktuator katup adalah menggerakkan katup pengatur (plug) terhadap

logam saluran pada body valve dimana fluida mengalir. Berdasarkan transmisinya

aktuator dapat berupa :

Pneumatik Diafragma

Pneumatik Piston

Hydrolik Piston

Elektrik Motor

Dari beberapa jenis aktuator diatas jenis pneumatik diafragma yang paling

banyak ditemui. Aktuator terdiri atas elemen-elemen pendukungnya, diantaranya:

a. Cases

Sebagai ruangan penampung sinyal dari kontroller untuk menekan diafragma.

b. Stopper

Merupakan plat pembatas/penentu posisi awal dari diafragma.

c. Diafragma

Penangkap tekanan sinyal pneumatik yang diterima dari kontroller dan akan

dirubah menjadi gaya tekan sebesar luas diafragma dikalikan dengan tekanan yang

akan melawan gaya tekan dari spring dan tekanan fluida kali luas aktual dari plug.

d. Diafragma Plat

Sebagai dudukan diafragma, pada bagian tengah ini dijadikan satu dengan stem

dan diafragma.

e. Stem

Penerus gerak lurus dari diafragma ke plug.

f. Yoke

Berfungsi sebagai penghubung antara aktuator dengan valve body dari copntrol

valve dan juga sebagai pelindung dari aktuator. Yoke memiliki kekakuan yang

cukup agar hubungan aktuator dengan valve body tetap lurus, sehingga mencegah

pembengkokan pada stem. Untuk suatu proses yang bersifat ekstrim (pada suhu

sangat rendah/suhu sangat tinggi) biasanya pada sambungan antara valve body

dengan yoke dipasang ekstension bonnet untuk proses pada suhu sangat tinggi.

Hal ini dimaksudkan agar yoke tidak mengalami kerusakan akibat proses tersebut.

g. Spring

Biasanya berupa spring tekan untuk menyimpan tenaga yang akan melawan gaya

tekan dari diafragma dan akan mengembalikan/menyesuaikan posisi plug sesuai

dengan perubahan tekanan yang masuk dalam chamber. Kekuatan spring

menentukan karakteristik dari pada gerak plug untuk membuka dan menutup

dapat diatur dari adjusting screw.

h. Adjusting Screw

Dipakai untuk mengatur kekuatan spring, agar kerja valve menghasilkan sinyal

output 3 sampai 15 psi.

i. Travel Indicator

Plat yang menunjukkan berapa besar pergerakan plug (Indicating Plug) biasanya

dalam prosen (%).

Berdasarkan letak aktuatornya, aksi control valve dapat dibedakan menjadi dua yaitu :

Direct Acting

Pada aksi ini tekanan udara diberikan pada bagian atas diafragma yang kemudian

menggerakkan stem kearah bawah menekan spring dan stem ini mendesak kearah

atas apabila tekanannya berkurang.

Gambar 10.12 Direct Acting Actuator

Reverse Acting

Pada aksi ini tekan udara diberikan dari bawah diafragma aktuator dan

menggerakkan stem kearah atas untuk menekan spring. Stem aktuator akan

bergerak kebawah jika tekanannya berkurang.

Gambar 10.13 Reverse Acting Actuator

10.6 Mikrokontroller AVR ATMEGA 8535

Mikrokontroller merupakan suatu rangkaian terintegrasi (IC) dengan

kepadatan yang sangat tinggi dan semua bagian yang diperlukan oleh suatu kontroler

sudah dikemas dalam satu keping yang didalamnya terdiri dari pusat pemroses

(Central Processing Unit), RAM (Random Access Memory), EEPROM / EPROM /

PROM, unit input/output, antarmuka serial dan parallel, timer dan counter, serta

interup kontroler. Mikrokontroler tersedia dalam beberapa pilihan, tergantung dari

keperluan dan kemampuan yang diinginkan. Mikrokontroler yang banyak beredar

biasanya terdiri dari 4, 8, 16 atau 32 bit.

Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC 8 Bit, sehingga semua instruksi

dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi

dalam satu siklus instruksi clock. Dan ini sangat membedakan sekali dengan instruksi

MCS-51 (Berarsitektur CISC) yang membutuhkan siklus 12 clock. RISC adalah

Reduced Instruction Set Computing sedangkan CISC adalah Complex Instruction Set

Computing.

AVR dikelompokkan kedalam 4 kelas, yaitu ATtiny, keluarga AT90Sxx,

keluarga ATMega, dan keluarga AT86RFxx. Dari kesemua kelas yang membedakan

satu sama lain adalah ukuran onboard memori, on-board peripheral dan fungsinya.

Dari segi arsitektur dan instruksi yang digunakan mereka bisa dikatakan hampir sama.

Arsitektur ATMega8535

Saluran IO sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D

ADC 10 bit sebanyak 8 Channel

Tiga buah timer / counter

32 register

Watchdog Timer dengan oscilator internal

SRAM sebanyak 512 byte

Memori Flash sebesar 8 kb

Sumber Interrupt internal dan eksternal

Port SPI (Serial Pheriperal Interface)

EEPROM on board sebanyak 512 byte

Komparator analog

Port USART (Universal Shynchronous Ashynchronous Receiver Transmitter)

Fitur ATMega8535

Sistem processor 8 bit berbasis RISC dengan kecepatan maksimal 16 MHz.

Ukuran memory flash 8KB, SRAM sebesar 512 byte, EEPROM sebesar 512

byte.

ADC internal dengan resolusi 10 bit sebanyak 8 channel

Port komunikasi serial USART dengan kecepatan maksimal 2.5 Mbps

Mode Sleep untuk penghematan penggunaan daya listrik

Keterangan:

Flash adalah suatu jenis Read Only Memory yang biasanya diisi dengan program

hasil buatan manusia yang harus dijalankan oleh mikrokontroler.

RAM (Random Acces Memory) merupakan memori yang membantu CPU untuk

penyimpanan data sementara dan pengolahan data ketika program sedang

running.

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) adalah

memori untuk penyimpanan data secara permanen oleh program yang sedang

running.

Port I/O adalah kaki untuk jalur keluar atau masuk sinyal sebagai hasil keluaran

ataupun masukan bagi program.

Timer adalah modul dalam hardware yang bekerja untuk menghitung waktu/pulsa.

UART (Universal Asynchronous Receive Transmit) adalah jalur komunikasi data

khusus secara serial asynchronous.

PWM (Pulse Width Modulation) adalah fasilitas untuk membuat modulasi pulsa.

ADC (Analog to Digital Converter) adalah fasilitas untuk dapat menerima sinyal

analog dalam range tertentu untuk kemudian dikonversi menjadi suatu nilai

digital dalam range tertentu.

SPI (Serial Peripheral Interface) adalah jalur komunikasi data khusus secara serial

secara serial synchronous.

ISP (In System Programming) adalah kemampuan khusus mikrokontroler untuk

dapat diprogram langsung dalam sistem rangkaiannya dengan membutuhkan

jumlah pin yang minimal

Konfigurasi Pin ATMega8535

VCC merupakan Pin yang berfungsi sebagai pin masukan catudaya

GND merupakan Pin Ground

Port A (PA0...PA7) merupakan pin I/O dan pin masukan ADC

Port B (PB0...PB7) merupakan pin I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus

yaitu Timer/Counter, komparator Analog dan SPI

Port C (PC0...PC7) merupakan port I/O dan pin yang mempunyai fungsi khusus,

yaitu komparator analog dan Timer Oscillator

Port D (PD0...PD1) merupakan port I/O dan pin fungsi khusus yaitu komparator

analog dan interrupt eksternal serta komunikasi serial

RESET merupakan pin yang digunakan untuk mereset mikrokontroler

XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukan clock eksternal

AVCC merupakan pin masukan untuk tegangan ADC

AREF merupakan pin masukan tegangan referensi untuk ADC

Mikrokontroler ATMEGA 8535 memiliki 40 pin dengan susunan seperti pada gambar

2.10 di bawah ini :

Gambar 10.14 Konfigurasi Pin IC ATMEGA 8535

10.6 LCD 2 x 16

Untuk menampilkan hasil dari pengukuran kecepatan, inputan setpoint kecepatan

yang kita inginkan kita membutuhkan tampilan (display), LCD (Liquid Cristal

Display) merupakan sejenis crystal yang akan berpendar jika diberi tegangan tertentu,

sehingga perpendaran tersebut dapat diatur untuk membentuk angka, huruf dan lain

sebagainya. LCD yang digunakan dalam percobaan ini adalah menggunakan LCD

dengan banyak baris dan karakter adalah 2 x 16.

Gambar 10.15. LCD 2 x 16

Operasi – operasi yang terdapat pada LCD yaitu :

Operasi Write

Operasi Write adalah waktu penulisan data pada saat data dimasukkan ke LCD.

Pada Gambar 2.16 dapat dilihat diagram pada waktu pengisian data ke

Mikrokontroller.

Gambar 10.16 Timing Diagram Data Write

Operasi Read

Sedangkan Operasi read adalah pembacaan pada saat data masuk ke dalam LCD

Gambar 2.17 Timing Diagram Data Read

10.7 Software Yang Digunakan Sebagai HMI.

Dalam proyek akhir ini digunakan Visual Basic 6.0 sebagai software untuk

membuat software kirim , terima dan baca SMS secara otomatis.

o Visual Basic.

Microsoft Visual Basic (VB) merupakan pengembangan dari bahasa BASIC,

dalam VB memungkinkan pembuatan aplikasi Graphical User Interface

(pemrograman yang menggunakan tampilan grafis sebagai alat komunikasi dengan

pemakainya ). Jenis aplikasi yang dapat dibuat dengan VB antara lain aplikasi data

base, aplikasi yang memanfaatkan fasilitas dari aplikasi lain seperti pengolah kata

Microsoft Word,aplikasi yang menggunakan run time dynamic-link library, aplikasi

umum seperti games, animasi.

Konsep dasar pemrograman Visual Basic 6.0 dari segi teknis hanya terdiri atas

properti, metode dan event,VB juga merupakan permrograman yang berbasiskan

obyek. Perbedaan mendasar antara teknik pemrograman BASIC (terstruktur) dengan

VB adalah fokus dalam rangka memberikan suatu solusi. Dengan kata lain, teknik

OOP lebih fokus pada elemen dari suatu problem, sedangkan teknik terstruktur lebih

fokus pada metode/cara untuk mencapai solusi dari problem tersebut. Sebagai contoh,

teknik terstruktur akan memandang seluruh fungsi inventory sistem dari sebuah pabrik

ice cream, sedangkan teknik OOP lebih memandang ke setiap objek yang berkaitan

dengan pabrik ice cream (cetakan ice cream, freezer, truk pengangkut, dll),yang jelas,

untuk setiap objek dalam Visual Basic pasti memiliki sebagian/semua dari komponen

di bawah ini.

PROPERTI :

Suatu properti didefinisikan sebagai elemen dari suatu object yang bisa diubah,

baik secara langsung (melalui kode), maupun tidak langsung (melalui property

explorer). Properti cenderung untuk tetap, tidak berubah (selama tidak ada

tindakan unuk mengubahnya, baik via kode maupun dari properti explorer),

selama aplikasi berjalan. Tidak seperti variabel, yang hanya berlaku selama

masa hidup prosedur atau modul tempat variabel tersebut dideklarasikan.

Sebagai contoh, Command Button control. Objek ini memiliki poroperti seperti

Weight, Height, dan Caption.

Metode

Metode yang biasa kita sebut method merupakan suatu cara dari programmer

yang membuat control bereaksi.

Event

Event bisa dikatakan sebagai suatu yang terjadi selama program berjalan,

sebagai contoh saat Command Button kita klik maka akan muncul event. Tiap

event yang bisa digabungkan dengan kode disebut event procedure. Program

dalam VB dikatakan sebagai event – driven karena kode yang menjalankan

fungsinya – biasanya terikat oleh GUI (Graphical User Interface), cenderung

dipicu oleh berbagai event. Ada salah satu ukuran umum yang berlaku (meski

tidak mutlak) bahwa kekuatan dan kehandalan dari suatu control berbanding

lurus dengan jumlah event yang dimilikinya. Dengan kata lain, semakin handal

suatu kontrol, semakin banyak event yang dimilikinya.

XI. Metodologi Penelitian

Receive Line

Mikrokontroller LCU PRESSURE

MikrokontrollerLCU TEMPERATURE

RS232

Human Machine Interface

Transmit Line

MAX 232

Untuk mencapai tujuan penyelesaian tugas akhir yang direncanakan, maka

perlu dilakukan suatu langkah-langkah dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Adapun

langkah – langkahnya adalah sebagai berikut :

Merancang sistem yang dibutuhkan dalam pembuatan Local Control Unit ( LCU ) presuure. .

Gambar 11.1 Skema Rangkaian Komunikasi Interface

Mendesain semua komponen – komponen dari sistem yang ada.

Pembuatan sistem dari rancang bangun LCU pressure

- Membuat mekanik dari perancangan hardware.

- Membuat rangkaian pembentuk sistem keseluruhan.

- Membuat software aplikasi sebagai display.

- Mengintegrasikan rangkaian dari alat ke mikrokontroller.

Pengujian sistem dari rancang bangun yang telah dibuat dengan menguji

rangkaian dari perancangan alat untuk mengetahui performasi alat, baik

keakuratan dan keoptimalan alat

Penyusunan Laporan.

XII. Jadwal Kerja

Kegiatan penelitian ini akan dilaksanakan dengan jadwal sebagai berikut:

No. KEGIATANBULAN

1 2 3 4 5 6

1. Studi Literatur

2.Pembuatan hardware dan

software

3. Pengambilan data

4. Pengolahan dan analisa data

5. Penulisan laporan

Daftar pustaka

Gunterus.F, “Falsafah Dasar Sistem Pengendalian Proses”, Elex Media

Komputindo, Jakarta, 1994.

Malvino, “Prinsip – Prinsip Elektronika”, Erlangga.Jakarta, 1997.

Panduan Praktis Teknik Antar Muka dan Pemograman Mikrokontroler (Paulus

AN., 2003)

Sistem Pengukuran Aplikasi dan Perancangan (Ernest O. Doebelin)

XII. Hasil Proposal Tugas Akhir

Proposal ini harus ditandatangani oleh mahasiswa yang bersangkutan dari

pembimbiongnya dengan format sebagai berikut :

Proposal ini : * )

a. Ditolak

b. Diterima

c. Diterima dengan revisi

Proposal ini harus dilampirkan pada proposal hasil revisi

Surabaya, 04 Februari 2010

Menyetujui,

Pembimbing

Fitri Adi Iskandarianto ST, MT

NIPN.197903252006041002

Pengusul

Andi Saehul Rizal

NRP.2406 030 049

* Lingkari yang dipilih