TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN

BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS

PEMROGRAMAN LADDER ZELIO

ANDRI FERDIANSYAH

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2016

i

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN

BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS

PEMROGRAMAN LADDER ZELIO

ANDRI FERDIANSYAH

NIM. 1004405112

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2016

ii

RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN OTOMATIS

BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO

Tugas Akhir Ini Diajukan Sebagai Persyaratan

Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata1) Pada

Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana

ANDRI FEDIANSYAH

NIM 1004405112

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

APRIL 2016

iii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS

Tugas Akhir / Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,

dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar.

Nama : Andri Ferdiansyah

NIM : 1004405112

Tanda Tangan :

Tanggal : April 2016

iv

LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Akhir ini diajukan oleh:

Nama : Andri Ferdiansyah

NIM : 1004405112

Jurusan : Teknik Elektro dan Komputer

Judul Tugas Akhir : RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN

OTOMATIS BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian

persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan

Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana

DEWAN PENGUJI

Pembimbing I : Dr.Ir. Ida Bagus Alit Swamardika, MErg.

NIP : 196612181994031001 …………….

Pembimbing II : I Gusti Agung Putu Raka Agung, ST.,MT

NIP : 196707011996031001 …………….

Penguji : Yoga Divayana, Ph.D

NIP : 198210072010121001 …………….

Penguji : Pratolo Rahardjo ST., MT.

NIP : 197207142000031003 …………….

Penguji : Ir. Cok Gede Indra Partha, M.Erg.,MT.

NIP : 196505251992031004 …………….

Ditetapkan di : Jurusan Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana,

Denpasar-Bali

Tanggal :

MENGETAHUI

Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer

WAYAN GEDE ARIASTINA

NIP. 19690413 199412 1 001

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena

atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

“Rancang Bangun Sistem Kelistrikan Otomatis Bangunan Berbasis

Pemrograman Ladder Zelio”. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi

sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu

(S1) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas

Udayana.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan petunjuk,

bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut

pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D selaku Dekan

Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Wayan Gede Ariastina, ST., M.Eng.Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan

Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.

3. Bapak Dr.Ir. Ida Bagus Alit Swamardika, M.Erg, selaku Dosen

Pembimbing I dan sekaligus sebagai Pembimbing Akademik yang telah

memberikan bimbingan, perhatian serta dorongan sampai terlaksananya

Tugas Akhir ini dan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro

dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.

4. Bapak I Gusti Agung Pt Raka Agung, ST., MT. sebagai Dosen

Pembimbing II dan sekaligus sebagai dosen Konsentrasi Elektronika

Kendali dan Robotika yang telah memberikan bimbingan dan perhatian

kepada penulis selama pengerjaan Tugas Akhir ini dan selama menempuh

kuliah di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik

Universitas Udayana.

5. Bapak Pratolo Rahardjo, ST., MT., dan Bapak Yoga Divayana,Ph.D

sebagai dosen pada Konsentrasi Elektronika Kendali dan Robotika pada

khususnya serta dosen – dosen di lingkungan Fakultas Teknik Jurusan

vi

Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana yang telah memberi

pengajaran terbaik kepada penulis.

6. Bapak, Ibu, Kakak dan seluruh keluarga besar penulis, yang selalu

memberikan dukungan moril, motivasi, dan materil selama menempuh

pendidikan di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas

Udayana.

7. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan

dan saran yang telah diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat

terselesaikan.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari

sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik, dan saran

yang bersifat membangun dari pihak dosen penguji dan berbagai pihak lainnya

sangat penulis harapkan, demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga

Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dalam pengembangan ilmu sains dan teknologi,

serta menambah pengetahuan luas semua pihak.

Denpasar, April 2016

Penulis

vii

ABSTRAK

Mobilitas yang tinggi terkadang tidak memungkinkan bagi setiap pemilik

rumah atau bangunan untuk menghidup-matikan perangkat elektronik khususnya

pencahayaan lampu di malam hari. Hal ini dapat diatasi dengan membuat sebuah

sistem kelistrikan yang bisa dikontrol otomatis sesuai waktu yang diinginkan dan

tingkat kecerahan pada suatu ruangan. Penelitian ini bertujuan untuk membuat

suatu sistem kelistrikan otomatis pada bangunan yang mengatur nyala dan

padamnya lampu pada jam – jam tertentu selama seminggu atau pada tingkat

kecerahan tertentu.

Metode dalam pembuatan sistem ini adalah dengan memanfaatkan

masukan tegangan analog modul LDR (Light Dependent Resistor) untuk

mengaktifkan lampu saat modul LDR mendeteksi gelap. sedangkan fungsi real

time clock pada zelio digunakan mengatur nyala lampu pada jam 17:00 – 06:00

selama seminggu. Modul sensor MQ-2 merupakan perangkat tambahan yang

digunakan untuk mendeteksi asap rokok atau LPG dengan keluaran sebuah kipas

penghisap. Kontroler utama yang digunakan adalah PLC Zelio yang digunakan

untuk memproses semua sinyal masukan.

Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa modul LDR dapat digunakan

sebagai masukan untuk menyalakan lampu ketika mendeteksi gelap. Sedangkan

fungsi real time clock zelio dapat mengontrol nyala dan padamnya lampu sesuai

program yang digunakan pada zelio yakni pada jam 17:00 – 06:00 selama

seminggu. Selain itu, penelitian ini juga menunjukkan bahwa kipas dapat berputar

ketika sensor MQ-2 mendeteksi asap rokok atau LPG.

Kesimpulan dari penelitian ini adalah sistem kelistrikan otomatis

menggunakan zelio sebagai kontroler utama berjalan dengan baik.

Kata Kunci : PLC, Zelio, Real Time Clock

viii

ABSTRACT

Sometimes, building’s owner mobility make them disable or forget to

activate the electronic devices especially lamp lighting at night. It can be solved

by build a automatically controllable electricity system that depend the time what

they want and light intensity level at room. The aim of this research is to build an

automatic lighting system at building that can be programmed depend on hours

and days wanted and depend on light intensity level at room.

The methods of this research is using LDR (Light Dependent Resistor)

analog input voltage to activate the lamp when detect dark condition. While, real

time clock function to activate the lamp depend on zelio’s program setting (17:00

– 06:00 all of day). as additional, MQ-2 sensor to detect smoke gas or LPG. Zelio

PLC (Programmable Logic Controller) is used to be main controller what

processing all the input signal.

Result from this research shows that LDR (Light Dependent Resistor) able

to activate the lamps when it detects the dark condition. While, Zelio’s real time

clock function able used to be input signal to activate the lamp depend on zelio’s

program setting (17:00 – 06:00 all of day). Other, this research also showing the

fan is able to blow when MQ-2 sensor module detects the smoke gas or LPG.

The conclusion is, automatically electricity system using zelio as main

controller is worked properly.

Keywords : PLC, Zelio, Real Time Clock

ix

DAFTAR ISI

Halaman

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

LEMBAR PERSYARATAN GELAR ...................................................................... ii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS .......................................................... iii

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

KATA PENGANTAR ............................................................................................... v

ABSTRAK ................................................................................................................. vii

DAFTAR ISI .............................................................................................................. ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xi

DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 2

1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 2

1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................................. 2

1.5 Ruang Lingkup Dan Batasan Masalah ................................................................ 3

1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Muktahir .............................................................................................. 4

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

2.3 Perangkat Keras PLC Zelio (SR2B121BD) ........................................................ 7

2.4 Perangkat Lunak Zeliosoft 2.0 ............................................................................ 8

2.5 Pemrograman Ladder .......................................................................................... 15

2.6 Lampu Fluorescent 220 VAC ............................................................................. 17

2.7 Relay ................................................................................................................... 17

2.8 Power Supply ...................................................................................................... 18

2.9 MCB ( Miniature Circuit Breaker ) .................................................................... 19

2.10 LDR (Light Dependent Resistor ) ...................................................................... 20

x

2.11 Sensor MQ-2 ...................................................................................................... 22

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian .............................................................................. 24

3.2 Sumber Data Penelitian ...................................................................................... 24

3.3 Perancangan Rangkaian Sistem Kelistrikan ....................................................... 24

3.3.1 Pemilihan Komponen Komponen Yang Digunakan ................................. 24

3.4 Perancangan Software ......................................................................................... 26

3.4.1 Pemrograman Ladder Diagram ................................................................. 26

3.4.2 Pengaturan Real Time Clock ...................................................................... 28

3.4.3 Pengaturan analog input IB (Sensor LDR) ............................................... 28

3.4.2 Pengaturan analog input IC (Sensor MQ-2) ............................................. 29

3.5 Diagram Alur Cara Kerja Sistem ........................................................................ 29

3.6 Pengujian Sistem ................................................................................................. 30

3.6.1 Pengujian Real Time Clock ........................................................................ 30

3.6.2 Pengujian Modul LDR ............................................................................... 32

3.6.2 Pengujian Modul Sensor MQ-2 ................................................................. 32

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengujian Real Time Clock ................................................................................. 33

4.2 Pengujian Modul LDR ......................................................................................... 37

4.2.1 Pengujian Modul LDR Secara Manual ....................................................... 37

4.2.2 Pengujian Modul LDR Terhadap Waktu .................................................... 40

4.3 Pengujian Modul Sensor MQ-2 ........................................................................... 42

BAB V PENUTUP

5.1 Kesimpulan .......................................................................................................... 46

5.2 Saran .................................................................................................................... 46

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Zelio Tipe SR2B121BD ..................................................................... 7

Gambar 2.2 Logo Perangkat Lunak Zeliosoft 2.0 .................................................. 8

Gambar 2.3 Main Window Perangkat Lunak Zeliosoft 2.0 .................................... 8

Gambar 2.4 Simbol Keluaran Zelio ....................................................................... 10

Gambar 2.5 Koil dan Kontak Internal Relay ......................................................... 10

Gambar 2.6 Koil dan Kontak Timer ....................................................................... 10

Gambar 2.7 Konfigurasi Timer .............................................................................. 11

Gambar 2.8 Koil dan Kontak Counter ................................................................... 11

Gambar 2.9 Konfigurasi Counter ........................................................................... 11

Gambar 2.10 Koil dan Kontak Fast Counter ........................................................... 12

Gambar 2.11 Kontak Counter Comparator ............................................................. 12

Gambar 2.12 Konfigurasi Counter Comparator ...................................................... 12

Gambar 2.13 Kontak Analog Comparator ............................................................... 13

Gambar 2.14 Konfigurasi Analog Comparator ....................................................... 13

Gambar 2.15 Kontak Real Time Clock..................................................................... 13

Gambar 2.16 Pengaturan Input RTC Zeliosoft 2.0 ................................................... 14

Gambar 2.17 Kontak Text Blocks ............................................................................. 14

Gambar 2.18 Konfigurasi Text Blocks ..................................................................... 15

Gambar 2.19 Kontak LCD Backlighting .................................................................. 15

Gambar 2.20 Contoh Rangkaian Listrik .................................................................. 16

Gambar 2.21 Contoh Pemrograman Ladder Zelio ................................................... 16

Gambar 2.22 Simbol Lampu .................................................................................... 17

Gambar 2.23 Simbol Relay ...................................................................................... 17

Gambar 2.24 Relay ................................................................................................... 18

Gambar 2.25 Power Supply ...................................................................................... 18

Gambar 2.26 Simbol MCB....................................................................................... 19

Gambar 2.27 MCB ................................................................................................... 20

Gambar 2.28 Grafik Hubungan Resistansi LDR dengan Intensitas Cahaya ............ 20

xii

Gambar 2.29 Simbol LDR ....................................................................................... 21

Gambar 2.30 Grafik Karakteristik Sensitivitas MQ-2 ............................................. 22

Gambar 2.31 Rangkaian Modul Sensor MQ-2......................................................... 23

Gambar 2.32 Modul Sensor MQ-2 ........................................................................... 23

Gambar 3.1 Rangkaian modul LDR ....................................................................... 25

Gambar 3.2 Rangkaian modul MQ-2 ..................................................................... 25

Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Kelistrikan ............................................................ 26

Gambar 3.4 Ladder Diagram ................................................................................. 28

Gambar 3.5 Pengaturan RTC ................................................................................. 28

Gambar 3.6 Konfigurasi analog comparator A1 ................................................... 29

Gambar 3.7 Konfigurasi analog comparator A2 ................................................... 29

Gambar 3.8 Diagram Alur Sistem Kelistrikan Otomatis ....................................... 30

Gambar 4.1 Cara Pengujian Real Time Clock ........................................................ 33

Gambar 4.2 Pengaturan Real Time Clock .............................................................. 33

Gambar 4.3 Simulasi Program Saat Real Time Clock Tidak Aktif (terbuka) ........ 34

Gambar 4.4 Simulasi Program Saat Real Time Clock Aktif (tertutup) .................. 34

Gambar 4.5 Pengujian RTC pukul 06:01 ............................................................... 35

Gambar 4.6 Pengujian RTC pukul 17:01 ............................................................... 35

Gambar 4.7 Pengujian RTC pukul 18:57 ............................................................... 35

Gambar 4.8 Pengujian RTC pukul 19:00 ............................................................... 35

Gambar 4.9 Pengujian RTC pukul 19:09 ............................................................... 35

Gambar 4.10 Pengujian RTC pukul 05:50 ............................................................... 36

Gambar 4.11 Pengujian RTC pukul 06:00 ............................................................... 36

Gambar 4.12 Cara Pengujian Modul LDR Secara Manual ...................................... 37

Gambar 4.13 Simulasi Program Saat LDR Dalam Kondisi Normal (Terang) ......... 38

Gambar 4.14 Simulasi Program Saat Sumber Cahaya ke LDR Dihalangi (Gelap) . 38

Gambar 4.15 Pengujian Modul LDR Saat Kondisi Normal (Terang)...................... 39

Gambar 4.16 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Saat Kondisi Normal.... 39

Gambar 4.17 Pengujian Modul LDR Saat Sumber Cahaya Dihalangi ................... 39

Gambar 4.18 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Saat Sumber Cahaya

Dihalangi ............................................................................................ 39

xiii

Gambar 4.19 Cara Pengujian LDR Terhadap Waktu ............................................... 40

Gambar 4.20 Pemasangan LDR ............................................................................... 41

Gambar 4.21 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 11:48 .................. 41

Gambar 4.22 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 16:50 .................. 41

Gambar 4.23 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 18:51 .................. 41

Gambar 4.24 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 18:59 .................. 41

Gambar 4.25 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 06:02 .................. 42

Gambar 4.26 Cara Pengujian Modul Sensor MQ-2 ................................................. 42

Gambar 4.27 Simulasi Program Saat Modul Sensor MQ-2 tidak Mendeteksi

Asap Rokok atau LPG ........................................................................ 43

Gambar 4.28 Simulasi Program Saat Modul Sensor MQ-2 Mendeteksi Asap

Rokok atau LPG ................................................................................. 43

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Perbandingan Kontroler .......................................................................... 6

Tabel 2.2 Simbol Saklar Zelio ................................................................................ 9

Tabel 2.3 Perbandingan Simbol Listrik Dan Ladder Zelio ..................................... 16

Tabel 3.1 I/O Zelio .................................................................................................. 27

Tabel 3.2 Pengujian Real Time Clock ..................................................................... 31

Tabel 3.3 Pengujian Modul Sensor LDR ................................................................ 32

Tabel 3.4 Pengujian Modul Sensor MQ-2 .............................................................. 32

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Real Time Clock ............................................................ 35

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Modul Sensor LDR Secara Manual .............................. 39

Tabel 4.3 Hasil Pengujian Modul Sensor LDR Terhadap Waktu ........................... 42

Tabel 4.4 Hasil Pengujian Modul Sensor MQ-2 ..................................................... 44