scada sebuah smarthome untuk pengendali ...8. para sahabat “gaple gaple sekaban” yang selalu...

TUGAS AKHIR

SCADA SEBUAH SMARTHOME UNTUK

PENGENDALI LAMPU, PENGENDALI PINTU

PAGAR RUMAH, DAN PENGENDALI GORDEN

BERBASIS PLC SCHNEIDER M221

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun Oleh :

KEVIN SANJAYA

NIM : 155114046

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2019

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

SCADA AS A SMARTHOME FOR LIGHT

CONTROL, HOME FENCE DOOR CONTROL, AND

CURTAIN CONTROL BASED ON SCHNEIDER PLC

M221

In a partial fulfillment of the requirements

for the degree of Sarjana Teknik

Department of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology, Sanata Dharma University

Arranged by:

KEVIN SANJAYA

NIM : 155114046

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2019


iii


iv


v


vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

“JIKA DIAMMU BIJAK, MAKA DIAMLAH. NAMUN

JIKA DIAMMU DIINJAK, MAKA BICARALAH,

AGAR MEREKA DIAM.”

Skripsi ini saya persembahkan untuk

TUHAN YANG MAHA ESA

Keluarga Tercinta

Bangsa INDONESIA

Dan sahabat-sahabat saya


vii


viii

INTISARI Smarthome dibuat untuk membantu meringankan pekerjaan manusia di bidang

otomasi dilingkungan rumah tinggal. Tujuan dari sistem ini untuk mengendalikan lampu,

gorden, dan pintu pagar, yang dilengkapi dengan HMI (Human Machine Interface) untuk

menampilkan proses secara real time.

Sistem dari smarthome ini dibuat menggunakan PLC Schneider TM221CE24R

sebagai kontroler. Smarthome ini mengendalikan lampu dengan lima kondisi kecerahan

lampu yang berbeda-beda dengan menggunakan sensor UV (Ultraviolet), mengendalikan

pintu pagar buka dan tutup dengan menggunakan sensor PIR (Passive Infrared), dan

mengendalikan gorden dengan tiga kondisi berbeda-beda (Buka penuh, Tutup setengah ,

Tutup penuh) dengan sensor LDR. Pengendalian objek-objek smarthome ini ditampilkan

pada sebuah HMI (Human Machine Interface). Operator dapat memantau objek-objek

yang sedang bekerja melalui tampilan HMI secara realtime.

Melalui tahapan-tahapan pengujian dan percobaan alat, didapatkan kesimpulan

bahwa perangkat keras smarthome ini dapat melakukan pengendalian objek-objek dengan

baik sesuai dengan fungsinya masing-masing. Perangkat lunak berupa tampilan HMI untuk

setiap objek, tombol start sistem, dan tombol stop sistem dapat berjalan dengan baik sesuai

dengan perancangan.

Kata kunci : Smarthome, PLC, HMI.


ix

ABSTRACT Smarthome was made to help relieve human work in the field of automation in the

home of residence. The purpose of this system is to control the lamp, curtain, and fence

door, which are equipped with the HMI (Human Machine Interface) to display the process

in real time.

The system of this smarthome is made using Schneider TM221CE24R PLC as a

controller. This smarthome controls the lamp with five different conditions of lamp

brightness by using a UV (Ultraviolet) sensor, controlling the open and close fence doors

using a PIR (Passive Infrared) sensor, and controlling the curtains with three different

conditions (open full, close half, full lid) with LDR sensor. The control of these

Smarthome objects is displayed in an HMI (Human Machine Interface). The Operator can

monitor the objects that are currently working through the HMI view in realtime.

Through the testing and test stages of the tool, there is a conclusion that this

Smarthome hardware can control objects well according to their respective functions. The

software in the form of HMI display for each object, System Start button, and System stop

button can run well according to the design.

Keyword : Smarthome, PLC, HMI.


x

KATA PENGANTAR

Puji Syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas karunia-Nya sehingga penulis

dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “SCADA SEBUAH SMARTHOME

UNTUK PENGENDALI LAMPU, PENGENDALI PINTU PAGAR RUMAH, DAN

PENGENDALI GORDEN BERBASIS PLC SCHNEIDER M221” yang berjalan dengan

baik dan lancar.

Adapun tujuan dari tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk

memperoleh gelar sarjana (S.T) bagi mahasiswa program S-1 jurusan Teknik Elektro di

Universitas Sanata Dharma Yogyakarta. Dalam Pengerjaan tugas akhir ini penulis banyak

mendapat dukungan dari gagasan dan materi dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis

ingin menyampaikan terima kasih kepada :

1. Tuhan Yang Maha Esa yang selalu setia mendampingi dan memberikan berkat, serta

pernyetaan kepada penulis. Hallelujah.

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

Universitas Sanata Dharma.

3. Ibu Ir. Theresia Prima Ari Setiyani,M.T., selaku dosen pembimbing yang dengan penuh

kesabaran meluangkan waktu membimbing penulis dalam mengerjakan tugas akhir ini.

4. Bapak Djoko Untoro Suwarno S.Si., M.T., selaku dosen penguji yang selalu

memberikan saran dan kritik selama pengerjaan tugas akhir ini.

5. Bapak Martanto S.T., M.T., selaku dosen penguji yang selalu memberikan saran dan

kritik selama pengerjaan tugas akhir ini.

6. Seluruh dosen dan laboran Teknik Elektro yang dengan sabar memberi pengetahuan

yang lebih.

7. Anggota keluarga tercinta dan tersayang. Bapak, Ibu, Nenek, Adik, Kakak, dan sepupu

yang senantiasa mendampingi dalam segala keadaan serta memberikan dukungan baik

secara moril maupun materi.

8. Para sahabat “Gaple Gaple Sekaban” yang selalu membantu dan menghibur.

9. Para sahabat “END TA” yang selalu membantu dan memberikan gagasan-gagasan.

10. Para sahabat “FOESEAL” yang selalu menghibur.

11. Keluarga besar “UKF Futsal FST USD” yang senantiasa menghimbur.


xi


xii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL (BAHASA INDONESIA)…………………………….…………...i

HALAMAN SAMPUL (BAHASA INGGRIS)………………………………….…………ii

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

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

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

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

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

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ............................................................................................................. xvii

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

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

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

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

1.4. Metologi Penelitian ..................................................................................................... 3

BAB II DASAR TEORI ........................................................................................................ 6

2.1. Smarthome ................................................................................................................. 6

2.2. Programmabel Logic Controller ................................................................................. 6

2.2.1. Bagian-bagian PLC M221 ................................................................................... 7

2.2.2. Memori PLC M221 .............................................................................................. 8

2.2.3. Diagram ladder .................................................................................................... 8

2.3. Sensor ......................................................................................................................... 9

2.3.1. Sensor Ultraviolet .............................................................................................. 10

2.3.1.1. Prinsip Kerja Sensor Ultaviolet ....................................................................... 10

2.3.2. Sensor LDR ........................................................................................................ 11

2.3.2.1. Prinsip Kerja Sensor LDR ............................................................................... 12

2.3.3. Sensor Pergerakan PIR HC-SR501 .................................................................... 13

2.3.3.1. Prinsip Kerja Sensor Pergerakan ..................................................................... 14

2.3.4 Limit switch ......................................................................................................... 15

2.3.4.1 Prinsip Kerja Limit switch ................................................................................ 15

2.3.5. Motor DC .......................................................................................................... 16

2.3.5.1. Prinsip kerja motor DC .................................................................................. 17

2.3.6. Relay .................................................................................................................. 18

2.3.6.1. Prinsip kerja relay............................................................................................ 18

2.4. SCADA .................................................................................................................... 19

2.4.1. Arsitektur Sistem SCADA ................................................................................. 19


xiii

2.5. Wonderware In Touch ............................................................................................. 20

2.5.1. Wonderware InTouch Script dan Animasi ......................................................... 21

2.6. Wonderware MODBUS Ethernet I/O Server (MBENET) ........................................ 24

2.7. TM3AM6 .................................................................................................................. 25

2.8. Driver Current ........................................................................................................... 26

2.8.1. Konfirgurasi Darlington ..................................................................................... 26

BAB III PERANCANGAN PENELITIAN ........................................................................ 28

3.1. Blok diagram ............................................................................................................. 29

3.2. Perancangan perangkat keras mekanis...................................................................... 30

3.2.1. Cara kerja dan bagian komponen pengendali pintu pagar ................................. 30

3.2.2. Cara kerja dan bagian komponen pengendali gorden ........................................ 31

3.3. Perancangan perangkat keras elektronis ................................................................... 32

3.3.1. Sensor LDR ........................................................................................................ 32

3.3.2. Sensor Ultraviolet ............................................................................................... 33

3.3.3. Sensor PIR .......................................................................................................... 34

3.3.4. Pengendali arah putaran motor DC .................................................................... 35

3.3.5. Lampu DC .......................................................................................................... 36

3.4. Perancangan PLC ...................................................................................................... 38

3.5. Perancangan Perangkat Lunak .................................................................................. 39

3.6. Perancangan Diagram Alir SCADA ......................................................................... 40

3.6.1. Proses login ........................................................................................................ 41

3.6.2. Proses pengendali lampu .................................................................................... 42

3.6.3. Proses pengendali pintu pagar ............................................................................ 43

3.6.4. Proses pengendali gorden ................................................................................... 44

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 46

4.1. Perubahan Perancangan ............................................................................................ 46

4.1.1. Penambahan Sensor Photodioda ........................................................................ 46

4.1.2. Perubahan Tampilan HMI .................................................................................. 47

4.1.3. Perubahan Rangkaian Switch Pada Sensor PIR ................................................. 48

4.1.4. Perubahan Range Kondisi Sensor Ultraviolet .................................................... 48

4.1.5. Perubahan Posisi Sensor PIR ............................................................................. 49

4.2. Hasil Implementasi Perangkat Keras ........................................................................ 50

4.2.1. Hasil Implementasi Pengendali Pintu Pagar ...................................................... 50

4.2.2. Hasil Implementasi Pengendali Gorden ............................................................. 51

4.2.3. Hasil Implementasi Pengendali Lampu.............................................................. 52

4.2.4. Tombol Start Dan Stop Di Prototipe .................................................................. 53


xiv

4.2.5. Hasil Implementasi Rangkaian PIR (HC-SR501) .............................................. 53

4.2.6. Hasil Implementasi Rangkaian Sensor LDR ...................................................... 55

4.2.7. Hasil Implementasi Rangkaian Sensor UV ........................................................ 55

4.2.8. Perangkat Keras Rangkaian Pembalik Arah Putaran Motor DC........................ 56

4.2.9. Perangkat Keras Rangkaian switch .................................................................... 56

4.3. Hasil Pengamatan Sistem .......................................................................................... 57

4.3.1. Hasil Pengamatan Proses Login ......................................................................... 57

4.3.2. Data Proses Aktif Sistem.................................................................................... 58

4.3.3. Data Proses Pengendali Lampu .......................................................................... 59

4.3.4. Data Proses Pengendali Pintu Pagar................................................................... 62

4.3.5. Data Proses Pengendali Gorden ......................................................................... 64

4.4. Implementasi Perangkat Lunak ................................................................................ 66

4.4.1. Tombol Start Dan Stop Di HMI ......................................................................... 66

4.4.2. Ladder Pendeteksi Kondisi Gorden.................................................................... 67

4.4.3. Ladder Output Analog ........................................................................................ 68

4.4.4. Timer-TP (Timer pulse) Menggerakkan Motor DC ........................................... 69

4.4.5. Proses Login ....................................................................................................... 69

4.4.6. Script Animasi Pengendali Gorden .................................................................... 72

4.4.7. Script Animasi Pengendali Pintu Pagar ............................................................. 72

4.5. Komunikasi Via Ethernet Dan Konfirgurasi Tagname ............................................. 74

4.5.1. Konfigurasi I/O Server Pada MBENET dan InTouch ....................................... 74

4.5.2. Konfigurasi Alamat IP Pada PLC ...................................................................... 75

4.5.3. Konfigurasi Pengaturan Tagname ...................................................................... 76

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................................. 77

5.1. Kesimpulan ............................................................................................................... 77

5.2. Saran ......................................................................................................................... 77

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 78

LAMPIRAN ........................................................................................................................ 81


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Diagram Blok Perancangan Perangkat Keras ................................................... 4

Gambar 2.1. Bagian-bagian PLC TM221CE40R .................................................................. 7

Gambar 2.2. Ladder diagram NO .......................................................................................... 9

Gambar 2.3. Ladder diagram NC .......................................................................................... 9

Gambar 2.4. Sensor Ultraviolet ........................................................................................... 10

Gambar 2.5. Kurva responsivitas spectral ........................................................................... 10

Gambar 2.6. Keterangan index UV ..................................................................................... 11

Gambar 2.7. Simbol dan bentuk fisik LDR ........................................................................ 12

Gambar 2.8. Grafik kerja LDR ............................................................................................ 12

Gambar 2.9. Rangkaian pembagi tegangan ......................................................................... 13

Gambar 2.10. Sensor PIR (sensor gerak) ............................................................................ 14

Gambar 2.11. Piroelektrik PIR sensor ................................................................................. 14

Gambar 2.12. Jangkauan sensor PIR motion ....................................................................... 15

Gambar 2.13. Sensor limit switch ....................................................................................... 15

Gambar 2.14. Konstruksi dan simbol limit switch .............................................................. 16

Gambar 2.15. Simbol dan bentuk motor DC ....................................................................... 17

Gambar 2.16. Prinsip kerja motor DC ................................................................................. 17

Gambar 2.17. Simbol relay NO dan NC .............................................................................. 18

Gambar 2.18. Struktur sederhana relay ............................................................................... 18

Gambar 2.19. Skema sistem SCADA sederhana dalam pengendalian sistem .................... 19

Gambar 2.20. Tipe PLC dan rentang alamat yang didukung MBENET ............................. 25

Gambar 2.21. Bentuk modul TM3AM6 .............................................................................. 26

Gambar 2.22. Wiring diagram pada modul TM3AM6 ........................................................ 26

Gambar 2.23. Rangkaian dasar darlington NPN ................................................................. 27

Gambar 3.1. Ilustrasi prototipe Smarthome ........................................................................ 28

Gambar 3.2. Blok diagram prototipe SCADA untuk pengendali lampu, pengendali pintu

pagar rumah, dan pengendali gorden. .................................................................................. 30

Gambar 3.3. Mekanisme Pintu Pagar .................................................................................. 31

Gambar 3.4. Mekanisme Pengendali Gorden ...................................................................... 31

Gambar 3.5. Perancangan elektronis sensor LDR ............................................................... 32

Gambar 3.6. Karakteristik input analog sensor LDR .......................................................... 33

Gambar 3.7. Perancangan elektronis sensor UV ................................................................. 33

Gambar 3.8. Karakteristik input analog sensor UV............................................................. 34

Gambar 3.9. Perancangan elektronis sensor PIR ................................................................. 35

Gambar 3.10. Rangkaian pengendali arah putaran motor ................................................... 35

Gambar 3.11. Rangkaian driver current .............................................................................. 36

Gambar 3.12. Karakteristik output analog PLC .................................................................. 37

Gambar 3.13. Layer pertama sebagai menu utama ............................................................. 39

Gambar 3.14. Layer kedua tampilan animasi dari 3 objek .................................................. 40

Gambar 3.15. Diagram alir SCADA secara umum ............................................................. 41

Gambar 3.16. Diagram alir proses login.............................................................................. 42

Gambar 3.17. Diagram alir pengendali lampu .................................................................... 43

Gambar 3.18. Diagram alir pengendali pintu pagar ............................................................ 44

Gambar 3.19. Diagram alir pengendali Gorden .................................................................. 45

Gambar 4.1. Sensor Photodioda .......................................................................................... 46


xvi

Gambar 4.2. Tampilan perubahan menu utama ................................................................... 47

Gambar 4.3. Tampilan perubahan animasi pengendali ....................................................... 47

Gambar 4.4. Perubahan perancangan elektronis sensor PIR ............................................... 48

Gambar 4.5. Perubahan range sensor Ultraviolet ................................................................ 49

Gambar 4.6. Perubahan posisi sensor PIR ........................................................................... 49

Gambar 4.7. (a). Tampilan perangkat keras dari depan (b). Tampilan perangkat keras dari

belakang ............................................................................................................................... 50

Gambar 4.8. Mekanik pintu pagar ....................................................................................... 51

Gambar 4.9. Mekanik gorden .............................................................................................. 52

Gambar 4.10. Pengendali lampu.......................................................................................... 53

Gambar 4.11. Tombol start dan stop di prototipe ................................................................ 53

Gambar 4.12. Letak sensor PIR ........................................................................................... 54

Gambar 4.13. Posisi sensor LDR......................................................................................... 55

Gambar 4.14. Posisi sensor UV ........................................................................................... 55

Gambar 4.15. Tampilan perangkat keras rangkaian pembalik putaran motor..................... 56

Gambar 4.16. Tampilan perangkat keras rangkaian switch................................................. 56

Gambar 4.17. Ladder tombol start dan stop di HMI ........................................................... 67

Gambar 4.18. Tombol start dan stop di HMI ...................................................................... 67

Gambar 4.19. Ladder pendeteksi gorden ............................................................................. 68

Gambar 4.20. Ladder keluaran analog................................................................................. 68

Gambar 4.21. Ladder timer tipe TP (Timer-pulse) ............................................................. 69

Gambar 4.22. Tagname password dan username ................................................................ 69

Gambar 4.23. Tipe input Script dan disable ........................................................................ 70

Gambar 4.24. Script menampilkan layer kedua .................................................................. 70

Gambar 4.25. Tipe disable ................................................................................................... 71

Gambar 4.26. Program reset di button logout ..................................................................... 71

Gambar 4.27. Window script pengendali gorden ................................................................ 72

Gambar 4.28. Program buka gorden .................................................................................... 72

Gambar 4.29. Program tutup gorden ................................................................................... 72

Gambar 4.30. Window script pengendali pintu pagar ......................................................... 72

Gambar 4.31. Program buka pintu pagar ............................................................................. 73

Gambar 4.32. Program tutup pintu pagar ............................................................................ 73

Gambar 4.33. Hasil pengaturan topic definition pada MBENET ....................................... 74

Gambar 4.34. Hasil pengaturan access names pada Wonderware InTouch ........................ 75

Gambar 4.35. Hasil konfirgurasi alamat IP PLC ................................................................. 75

Gambar 4.36. Konfirgurasi pengaturan tagname ................................................................ 76

Gambar 4.37. Konfirgurasi pengaturan tagname ................................................................ 76


xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Keterangan bagian-bagian PLC M221 .............................................................................. 8

Tabel 2.2. Tabel spesifikasi sensor UV [10] .................................................................................... 11

Tabel 3.1. Keterangan dan fungsi dari gambar 3.1 .......................................................................... 29

Tabel 3.2. Tingkat kecerahan lampu ................................................................................................ 38

Tabel 3.3. Pembagian input digital pada PLC .................................................................................. 38

Tabel 3.4. Pembagian input analog pada PLC ................................................................................. 38

Tabel 3.5. Pembagian output digital pada PLC ................................................................................ 38

Tabel 3.6. Pembagian output analog pada TM3AM6 ...................................................................... 39

Tabel 3.7. Pembagian memori pada PLC ......................................................................................... 40

Tabel 4.1. Jangkauan sensor PIR ..................................................................................................... 54

Tabel 4.2. Tampilan HMI Proses login ............................................................................................ 57

Tabel 4.3. Tampilan HMI proses aktif dan non aktif sistem ............................................................ 59

Tabel 4.4. Data proses input pengendali lampu ............................................................................... 60

Tabel 4.5. Tampilan HMI proses pengendali lampu ........................................................................ 60

Tabel 4.6. Data proses input pengendali pintu pagar ....................................................................... 62

Tabel 4.7. Tampilan HMI proses pengendali pintu pagar ................................................................ 63

Tabel 4.8. Data proses input pengendali gorden .............................................................................. 64

Tabel 4.9. Tampilan HMI proses pengendali gorden ....................................................................... 65

Tabel 4.10. Tagname yang digunakan di HMI ................................................................................. 74


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Seiring perkembangan zaman, teknologi tumbuh begitu pesat, bahkan hal yang

dulunya dianggap tidak mungkin kini bisa terealisasikan dengan bantuan teknologi.

Pertumbuhan ekonomi yang tinggi membuat permintaan rumah yang nyaman kian

meningkat [1] oleh sebab itu banyak muncul permasalahan yang ada di kehidupan sehari-

hari salah satunya seperti lupa mematikan lampu yang berakibat borosnya pemakaian

listrik. Berbagai teknologi yang diterapkan sebagai sistem otomasi salah satunya PLC

(Programmable Logic Controller), PLC salah satu komponen utama dalam sebuah sistem

SCADA.

SCADA (Supervisory Control and Data Acquition) adalah sebuah sistem yang

dirancang untuk sebuah pengendalian dan pengambilan data dalam pengawasan

(Operator/Manusia), biasanya SCADA digunakan untuk pengendalian suatu proses pada

industri. SCADA merupakan sistem yang terdiri dari banyak komponen penyusunnya yaitu

HMI (Human Machine Interface), PLC, MTU (Master Terminal Unit), RTU (Remote

Terminal Unit), dan sistem komunikasi [2]. Sistem SCADA terdapat PLC (Programmabel

Logic Controller) sebagai pengendali utama, PLC biasanya digunakan pada sistem dalam

industri untuk menggantikan sistem perkabelan (wiring). namun seiring perkembangan

waktu PLC juga digunakan pada sistem sebuah Smarthome. PLC yang digunakan adalah

Schneider M221, karena PLC ini memiliki port Ethernet yang memudahkan pemantauan

jarak jauh.

Dari penelitian Benekditus Tri Apriyanto dalam tugas akhir berjudul “Aplikasi PLC

Modicon M221 Untuk Smarthome dengan HMI Berbasis Android” sistem mempunyai

kemampuan pengendalian melalui HMI android via internet untk lampu (ON/OFF), motor

dc (buka/tutup pintu garasi dan pintu gerbang), serta pengaktifan indikator keamanan.

Aplikasi dari Smarthome ini terdiri dari pengendali lampu, pengendali motor, dan

pengendali keamanan. Proses pengendalian lampu terdiri dari lima buah lampu AC yang

dikendalikan dengan saklar manual dan HMI android (SCADATOUCH). Proses pengendali

motor terdiri dari motor DC 12V sebagai penggerak dikendalikan melalui HMI android

dan limit switch sebagai batas atas dan batas bawah. Proses yang terakhir adalah


https://www.se.com/id/id/product-category/6000-telemetry-and-remote-scada-systems/



2

pengendalian keamanan. Pada pengendalian ini terdapat tiga sensor, yaitu: sensor PIR,

sensor ultraviolet, dan sensor cahaya/LDR. Sensor PIR berfungsi untuk mendeteksi

gerakan asing, sensor ultraviolet berfungsi untuk mendeteksi sinar UV dari matahari guna

mengendalikan lampu secara otomatis, dan sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi

manusia yang masuk melalui pintu rumah. Semua data dan peringatan akan ditampilkan

pada HMI android (SCADATOUCH). [3]

Berdasarkan latar belakang tersebut akan dibuat tugas akhir yaitu “SCADA sebuah

Smarthome untuk pengendali lampu, pengendali pintu pagar rumah, dan pengendali

gorden berbasis PLC Schneider M221”. Perbedaan dan kelebihan dari referensi yang ada

diatas adalah aplikasi tugas akhir ini dimonitoring melalui HMI dengan software

Wonderware Intouch yang memiliki kelebihan yang lebih dalam menggambarkan animasi-

animasi sistem secara real dan aktual.

Smarthome ini menggunakan PLC Schneider M221 berjenis TM221CE40R, PLC

jenis ini memiliki port I/0 berupa 24 digital input, 2 analog input, 16 digital output, 1

ethernet port, dan 1 serial line port sebagai kontroler. PLC ini didukung oleh software So

Machine Basic yang mudah dalam pemrograman dan terigentrasi dengan HMI yang

bertujuan untuk memonitor sistem Smarthome tersebut. Dari semua pengendali ini dibuat

sistem yang bisa di monitoring dengan Software Wonderware Intouch sebagai HMI.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Pembuatan tugas akhir ini memiliki tujuan yang ingin dircapai adalah :

1. Merancang dan mengimplementasikan prototipe SCADA untuk pengendali lampu,

pengendali pintu pagar rumah, dan pengendali gorden dalam sebuah Smarthome

dengan PLC Schneider M221 dan dimonitoring melalui HMI. Aplikasi dengan

software Wonderware Intouch.

Manfaat pembuatan tugas akhir ini adalah :

1. Memberikan kenyamanan, keselamatan, penghematan dan keamanan bagi

penggunanya.

1.3. Batasan Masalah

Dalam pembuatan tugas akhir diperlukan batasan-batasan masalah mengenai judul,

sehingga tidak terjadinya penjelasan yang mengarah keluar dari judul yang dibuat. Berikut

ini batasan masalahnya :


3

1. Menggunakan PLC M221 sebagai pusat pengendali.

2. Menggunakan software Wonderware Intouch sebagai HMI.

3. Menggunakan sebuah sensor LDR (Light Dependent Resistor) untuk mensensing

intensitas cahaya yang digunakan sebagai input pengendali gorden.

4. Menggunakan sebuah sensor Ultraviolet untuk mensensing sinar Ultraviolet yang

digunakan sebagai input Pengendali Lampu.

5. Menggunakan sebuah sensor PIR (Passive Infrared) untuk mensensing pergerakan

yang digunakan sebagai input pengendali pintu pagar.

6. Menggunakan sebuah motor DC 6v yang dilengkapi gear sebagai penggerak pintu

pagar rumah.

7. Menggunakan sebuah motor DC 6v sebagai penggerak gorden.

8. Menggunakan Lampu DC 12V sebagai output pengendali lampu.

9. Pada pengendali pintu pagar rumah menggunakan dua LS (Limit switch) sebagai

saklar pembatas maximum dan minimum dan menghentikan gerakan motor.

10. Menggunakan Relay untuk melindungi output dari tegangan berlebih dan sebagai

pengendali arah putaran motor.

11. Komunikasi antara PC dan PLC via Ethernet.

1.4. Metologi Penelitian

Bedasarkan pada tujuan dan manfaat yang ingin dicapai maka metode-metode

penelitian yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir adalah :

1. Studi literatur, yaitu dengan cara mengumpulkan dan mempelejari data-data dari buku

atau jurnal tentang PLC Schneider M221, wonderware intouch, dan somachine basic.

2. Perancangan perangkat keras dan lunak dapat dilihat di gambar 1.1. Rancangan sistem

terdiri dari beberapa sensor sebagai input, output berupa lampu DC, motor DC 1 dan

motor DC 2 serta perangkat lunak seperti ladder diagram PLC dan HMI. Sistem ini

dikendalikan sebuah PLC M221 untuk pengendali gorden, pengendali lampu, dan

pengendali pintu pagar. Tahap ini mencari bentuk sistem yang optimal dengan

mempertimbangkan beberapa faktor bedasarkan permasalahan dan kebutuhan.


4

Gambar 1.1. Diagram Blok Perancangan Perangkat Keras

3. Pembuatan perangkat keras dan lunak. Bedasarkan gambar 1.1, maka perangkat keras

yang dibuat meliputi konfirgurasi input dengan PLC, konfirgurasi PLC dengan output

dan relay untuk motor DC 1 serta motor DC 2. Perangkat lunak dari kerja sistem

meliputi sensor sebagai masukan mengirim data ke PLC yang sudah terdapat program

ladder yang berfungsi untuk mengendalikan output berupa motor DC serta lampu DC

dan data dari PLC dikirim ke HMI yang digunakan sebagai proses pemantauan secara

real time.

4. Proses pengambilan data. Pengambilan data untuk sensor Utraviolet dengan cara

memberikan sinar matahari dengan level yang berbeda pada saat pagi, siang, sore, dan

malam. Data yang diambil adalah banyaknya sinar ultraviolet yang diterima untuk

menghidupkan dan mematikan lampu. Pengambilan data untuk sensor LDR dengan

cara memberikan cahaya dengan level yang berbeda. Data yang diambil adalah pada

tegangan berapakah gorden akan membuka dan menutup. Untuk sensor PIR

pengambilan data dilakukan dengan cara memberi gerakan pada jarak yang berbeda.

Data yang diambil adalah aktif atau tidak aktif sensor pada jarak yang berbeda. Untuk

sensor limit switch data yang diambil berupa tegangan pada saat kondisi limit switch

on atau off dan yang terakhir membandingkan respon pada prototipe dengan proses

animasi pada HMI.


5

5. Analisis dan kesimpulan hasil percobaan. Analisis data dilakukan dengan mendeteksi

perubahan tegangan pada sensor, menganalisa keluaran dari semua objek pada

prototipe saat diberi input dengan bermacam-macam kondisi yang berbeda, dan

menganalisa proses pada prototipe dengan tampilan HMI.


6

BAB II

DASAR TEORI

Bab ini menjelaskan dasar-dasar teori dari semua komponen utama tugas akhir yang

berjudul “SCADA sebuah Smarthome untuk pengendali lampu, pengendali pintu pagar

rumah, dan pengendali gorden berbasis PLC Schneider M221”. Komponen-komponen

yang digunakan antara lain: Programmable Logic Controller (PLC), Human Machine

Interface (HMI), sensor Ultraviolet, sensor Pergerakan, sensor LDR (Light dependent

resistor), Relay, Limit switch, Motor DC, Lampu DC.

2.1. Smarthome [4]

Smarthome (rumah cerdas) adalah rumah yang menyediakan kenyamanan, keamanan

efisiensi energi bagi rumah setiap saat. Teknologi ini dapat bekerja saat orang ada di rumah

maupun tidak ada di rumah. Dikarenakan Smarthome sebuah sistem otomatis sehingga

memberi kenyamanan, keselamatan, penghematan dan keamanan bagi penggunanya.

Smarthome tidak hanya diterapkan pada rumah tapak saja, melainkan hunian tingkat

atas seperti apartemen. Dengan begitu penghuni rumah maupun apartemen tidak perlu

repot mengontrol properti yang ada seperti lampu, pintu pagar rumah, dan gorden.

Pada awalnya ide tentang smarthome dibuat untuk orang-orang non difabel seiring

berjalan waktu Smarthome sekarang tidak hanya digunakan pada orang yang non difabel

melainkan juga digunakan pada orang yang berkebutuhan khusus.

2.2. Programmabel Logic Controller [5]

PLC adalah komputer elektronik yang mudah digunakan (user friendly) yang

memiliki fungsi kendali untuk berbagai tipe dan tingkat kesulitan yang beraneka ragam.

Definisi Programmable Logic Controller menurut Capiel (1982) adalah "sistem elektronik

yang beroperasi secara digital dan di desain untuk pemakaian di lingkungan industri,

dimana sistem ini menggunakan memori yang dapat diprogram untuk penyimpanan secara

internal instruksi-instruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi spesifik seperti

logika, urutan, perwaktuan, pencacahan dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau

proses melalui modul I/O digital maupun analog. Bedasarkan namanya konsep PLC adalah

sebagaiberikut:


7

1. Programmable, menunjukkan kemampuan dalam hal memori untuk menyimpan

program yang telah dibuat yang dengan mudah diubah-ubah fungsi atau kegunaannya.

2. Logic, menunjukkan kemampuan dalam memproses input secara aritmatik dan logic

(ALU), yakni melakukan operasi membandingkan, menjumlahkan, mengalikan,

membagi, mengurangi, negasi, AND, OR, dan lain sebagainya.

3. Controller, menunjukkan kemampuan dalam mengontrol dan mengatur proses sehingga

menghasilkan output yang diinginkan.

2.2.1. Bagian-bagian PLC M221 [6]

PLC yang berjenis TM221CE40R dapat dilihat pada gambar 2.1 PLC ini adalah

salah satu produk dari perusahaan Schneider Electric. PLC ini memiliki port I/0 berupa 24

digital input, 2 analog input, 16 digital output, 1 ethernet port, dan 1 serial line port.

Gambar 2.1. Bagian-bagian PLC TM221CE40R


8

Keterangan dari setiap bagian-bagian PLC M221 dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1. Keterangan bagian-bagian PLC M221

No Keterangan

1 Status LEDs

2 Blok terminal keluaran

3 Klip pengunci ukuran 35mm

4 Port Ethernet/konektor RJ45

5 Catu daya 110-240 VAC

6 Port mini USB

7 Port serial 1

8 Slot SD Card

9 Masukan 2 analog

10 Saklar Run/Stop

11 Blok terminal masukan

12 Konektor penambahan modul I/O

13 Cartridge slot 1

14 Cartridge slot 2

15 Tutup pelindung

16 Locking hook

17 Pelindung masukan analog

18 Penahan baterai

2.2.2. Memori PLC M221 [7]

Pada PLC M221 terdapat 3 jenis memori yang dapat digunakan sesuai dengan

fungsinya masing-masing yaitu:

1. Memori bit (%M)

Object Memory bit %M dalam SoMachine Basic tersedia 1024. Memory bit ini

disimpan pada zona memori tersendiri dan Memori ini hanya dapat bernilai 1 dan 0.

2. Memori word (%MW)

Object Memory Word %MW dalam SoMachine Basic tersedia 8000. Nilai %MW

dapat berubah-ubah selama program PLC dijalankan. Memori ini biasa digunkan untuk

oprasi counter.

3. Konstanta word (%KW)

Object Constant Memory Word %KW dalam SoMachine Basic tersedia 512. Nilai

%KW tidak dapat berubah-ubah selama program PLC dijalankan.

2.2.3. Diagram ladder [8]

Ladder diagram (diagram tangga) merupakan metode pemrograman PLC yang

paling popular, karena PLC pertama yang diciptakan menggunakan bahasa pemrograman


9

ini. Hal itu dikarenakan PLC merupakan perkembangan dari relay logic control yang

menggunakan bahasa pemrograman relay ladder logic. Ada beberapa hal yang perlu

diperhatikan dalam pemrograman PLC menggunakan ladder diagram :

1. Program dibaca dari kiri ke kanan dan dari atas ke bawah.

2. Rung tidak boleh diakhiri tanpa output.

3. Output (coil) dan input (contact) ditampilkan dalam kondisi normal.

4. Input/output diidentifikasi dengan alamat.

Pada ladder diagram terdapat normal contact yang mengacu pada konsep NO

(Normally Open) dan NC (Normally Closed) dari relay contact, terdapat pada gambar 2.2

dan 2.3.

1. Normally Open (NO)

Contact ini menandakan keadaan relay yang dalam keadaan normalnya dalam

posisi terbuka, dan akan terhubung jika relay mendapat tegangan.

Gambar 2.2. Ladder diagram NO

2. Normally Closed (NC)

Contact ini menandakan keadaan relay yang dalam keadaan normalnya dalam

posisi terhubung, dan akan terbuka jika relay mendapat tegangan.

Gambar 2.3. Ladder diagram NC

2.3. Sensor [9]

Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk mengubah suatu besaran fisik menjadi

besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu. Hampir seluruh

peralatan elektronik yang ada mempunyai sensor didalanya. Pada saat ini, sensor tersebut

telah dibuat dengan ukuran sangat kecil. Ukuran yang sangat kecil sangat memudahkan

pemakaian dan menghemat energi. Sensor merupakan bagian dari transducer yang

berfungsi unutk melakukan sensing atau “ merasakan dan menangkap “ adanya perubahan

energi eksternal yang akan masuk ke bagian input dari transducer, sehingga perubahan

kapasitas energi yang ditangkap segera dikirim kepada bagian konverter dari transducer


10

untuk diubah menjadi energi listrik. Dalam lingkungan sistem pengendali dan robotika,

sensor memberikan kesamaan yang menyerupai mata, pendengaran, hidung, lidah yang

kemudian akan diolah oleh kontroler sebagai otaknya.

2.3.1. Sensor Ultraviolet [10]

Sensor ultraviolet adalah sensor yang digunakan pada pengendali lampu. sensor ini

digunakan untuk mendeteksi intensitas radiasi ultraviolet. Salah satu tipe sensor ultraviolet

yaitu GUVA-S12D sensor yang berjenis ini bisa mendeteksi rentang cahaya 200 nm – 370

nm dapat dilihat pada gambar 2.4. Sensor ini memiliki tegangan input sebesar 3.3 V – 5.5

V dan mempunyai keluaran analog.

Gambar 2.4. Sensor Ultraviolet

2.3.1.1. Prinsip Kerja Sensor Ultaviolet

Sensor UV ini bekerja di bawah sinar matahari. Pada saat sensor UV di bawah

matahari indeks UV dan kurva responsivitas dapat dilihat pada gambar 2.5.

Gambar 2.5. Kurva responsivitas spectral [10]


11

Gambar 2.6. Keterangan index UV [11]

Sensor ini mengkonversi photocurrent menjadi tegangan dan dapat dilihat di tabel

2.2 spesifikasi dari sensor UV. Tegangan Vout dan index UV dapat dilihat di gambar 2.6

Tabel 2.2. Tabel spesifikasi sensor UV [10]

Keterangan Min Typical Max Satuan

Tegangan Kerja 3.0 5.0 5.1 VDC

Arus 0.31 mA

Tegangan Keluaran 0 1000 mV

Respon Panjang Gelombang 200 - 370 Nm

Suhu Kerja -30 - 85 °C

2.3.2. Sensor LDR

LDR adalah salah satu jenis resistor yang dapat mengalami perubahan resistansinya

apabila mengalami perubahan penerimaan cahaya. Besarnya nilai hambatan pada sensor

LDR tergantung pada besar kecilnya cahaya yang diterima oleh LDR itu sendiri. LDR

sering disebut dengan alat atau sensor yang berupa resistor yang peka terhadap cahaya.

Biasanya LDR terbuat dari cadmium sulfida yaitu bahan semikonduktor yang resistansnya

berubah-ubah menurut banyaknya cahaya (sinar) yang mengenainya. Resistansi LDR pada

tempat yang gelap biasanya mencapai sekitar 10 MΩ, dan ditempat terang LDR

mempunyai resistansi yang turun menjadi sekitar 150 Ω. Seperti halnya resistor

konvensional, pemasangan LDR dalam suatu rangkaian sama persis seperti pemasangan

resistor biasa [12]. LDR ini memiliki bentuk dan simbol yang dapat dilihat pada gambar

2.7.


12

Gambar 2.7. Simbol dan bentuk fisik LDR [13]

Umumnya Sensor LDR memiliki nilai hambatan 200 Kilo Ohm pada saat dalam

kondisi sedikit cahaya (gelap), dan akan menurun menjadi 500 Ohm pada kondisi terkena

banyak cahaya. Tak heran jika komponen elektronika peka cahaya ini banyak

diimplementasikan sebagai sensor lampu penerang jalan, lampu kamar tidur, alarm dan

lain-lain. [13]

2.3.2.1. Prinsip Kerja Sensor LDR

Cara kerja LDR adalah menghambat aliran arus listrik apabila tidak ada bekas

cahaya yang mengenai permukaan atas LDR. Apabila intensitas cahaya yang mengenai

permukaan LDR kecil (sedikit), maka nilai resistansi LDR akan besar (RLDR = besar)

sebaliknya Apabila intensitas cahaya yang mengenai permukaan LDR besar (banyak),

maka nilai resistansi LDR akan kecil (RLDR = kecil) grafik kerja LDR dapat dilihat pada

gambar 2.8. [14]

Gambar 2.8. Grafik kerja LDR[14]


13

Gambar 2.9. Rangkaian pembagi tegangan

Pada gambar 2.9 menunjukan rangkaian pembagi tegangan yang digunakan pada

input sensor LDR. Rumus dari pembagi tegangan bisa dilihat di persamaan 2.1.

(2.1)

Dengan Vout = Tegangan keluaran

R1 = Resistensi pada sensor LDR

R2 = Resistensi pada resistor

Vin = Tegangan masukan

2.3.3. Sensor Pergerakan PIR HC-SR501

Sensor PIR (sensor gerak) adalah sensor yang berfungsi untuk pendeteksi gerakan

yang bekerja dengan cara mendeteksi adanya perbedaan/perubahan suhu sekarang dan

sebelumnya. Sensor gerak menggunakan modul pir sangat simpel dan mudah

diaplikasikan. Modul PIR hanya membutuhkan tegangan input DC 5V dan cukup efektif

untuk mendeteksi gerakan hingga jarak 5 meter. Ketika tidak mendeteksi gerakan, keluaran

modul adalah LOW. Dan ketika mendeteksi adanya gerakan, maka keluaran akan berubah

menjadi HIGH. Adapun lebar pulsa HIGH adalah ±0,5 detik. Sensitifitas Modul PIR yang

mampu mendeteksi adanya gerakan pada jarak 5 meter memungkinkan kita membuat suatu

alat pendeteksi gerak dengan keberhasilan lebih besar. Sensor PIR dapat dilihat pada

gambar 2.10. [15]


14

Gambar 2.10. Sensor PIR (sensor gerak) [15]

2.3.3.1. Prinsip Kerja Sensor Pergerakan

Pada dasarnya sensor PIR terbuat dari sensor Piroelektrik (logam yang berbentuk

bulat) yang berfungsi untuk mendeteksi kadar radiasi inframerah dapat dilihat pada gambar

2.11. [3]

Gambar 2.11. Piroelektrik PIR sensor[16]

Semuanya dapat memancarkan radiasi yang rendah, dan semakin panas sesuatu,

maka radiasi yang dipancarkan akan semakin besar dan banyak. Sensor pendeteksi

pergerakan ini dibagi menjadi dua bagian. Alasan untuk itu adalah mendeteksi pergerakan

(perubahan) bukan pada tingkat inframerah rata-rata. Dua bagian ini terhubung, sehingga

dapat menbatalkan satu sama lain. Jika salah satu bagian melihat kurang atau lebih dari

radiasi IR terdeteksi, maka keluaran akan tinggi atau rendah. [3]

Gambar 2.12 adalah jangkauan dari sensor PIR motion, apabila dilihat dari depan

sensor ini membentuk lingkaran dengan jarak yang berbeda. Sensor ini membaca intensitas

inframerah mencapai jarak 2,4m. Sensor ini bekerja dengan luasan 5m dan sudut 90°

kesamping, dan 90° bagian atas hingga ke bawah. [16]


15

Gambar 2.12. Jangkauan sensor PIR motion [16]

2.3.4 Limit switch

Limit switch adalah saklar atau perangkat elektromekanis yang mempunyai tuas

aktuator sebagai pengubah posisi kontak terminal dari Normally Open/ NO ke Close atau

sebaliknya dari Normally Close/NC ke Open. Posisi kontak akan berubah ketika tuas

aktuator tersebut terdorong atau tertekan oleh suatu objek. Sama halnya dengan saklar pada

umumnya, limit switch juga hanya mempunyai 2 kondisi, yaitu menghubungkan atau

memutuskan aliran arus listrik. Dengan kata lain hanya mempunyai kondisi ON atau Off

[17]. Sensor limit switch dapat dilihat pada gambar 2.13.

Gambar 2.13. Sensor limit switch [18]

2.3.4.1 Prinsip Kerja Limit switch [19]

Prinsip kerja limit switch diaktifkan dengan penekanan pada tombolnya pada

batas/daerah yang telah ditentukan sebelumnya sehingga terjadi pemutusan atau

penghubungan rangkaian dari rangkaian tersebut. Limit switch memiliki 2 kontak yaitu NO


16

(Normally Open) dan kontak NC (Normally Close) dimana salah satu kontak akan aktif

jika tombolnya tertekan. Konstruksi dan simbol limit switch dapat dilihat seperti gambar

2.14.

Gambar 2.14. Konstruksi dan simbol limit switch[19]

2.3.5. Motor DC [20]

Motor DC adalah salah alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi

gerak berupa putaran. Pada motor DC, energi listrik yang digunakan adalah energi listrik

dengan arus searah atau yang juga biasa dikenal dengan nama listrik DC. Oleh karena itu

motor DC juga kerap disebut dengan nama motor arus searah. Agar dapat bekerja, motor

DC memerlukan suplay tegangan searah alias tegangan DC yang disambungkan melalui

dua terminalnya. Motor DC bekerja dengan menghasilkan putaran per menit atau yang

juga biasa dikenal dengan istilah RPM. Motor DC dapat berputar searah maupun

berlawanan arah jarum jam. Untuk membalikan arah putaran, cukup dengan membalikan

polaritas listriknya. Pada umumnya sebuah motor DC memerlukan tegangan antara 1,5 volt

sampai dengan 24 volt. Sedangkan untuk polaritasnya dari 3.000 RPM sampai dengan

8.000 RPM tergantung spesifikasi dan tegangan yang diberikan. Semakin besar tegangan

yang diberikan, maka semakin tinggi RPM nya. Dan semakin kecil tegangan yang

diberikan, maka semakin rendah pula RMP nya. Batas minimum tegangan operasional

yang bisa diberikan pada sebuah motor DC adalah 50%. Jika kurang dari 50% dari batas

tegangan yang ditentukan maka motor tidak akan berputar. Sedang batas maksimumnya

adalah tidak boleh melebihi 30% dari ambang batas yang ditentukan. Jika melebihi nilai

tersebut maka motor akan menjadi sangat panas dan bisa terbakar. Motor DC akan

memerlukan arus yang sangat kecil jika bekerja tanpa beban. Namun saat bekerja pada

sebuah beban, arus dan daya yang diperlukan bisa naik berkali-kali lipat. Simbol dan

bentuk motor DC dapat dilihat pada gambar 2.15.


17

Gambar 2.15. Simbol dan bentuk motor DC

2.3.5.1. Prinsip kerja motor DC [20]

Pada sebuah motor DC terdapat dua bagian utama yakni rotor dan stator. Rotor

adalah bagian pada motor DC yang berputar. Bagian ini terdiri dari kumparan jangkar.

Sedangkan stator adalah bagian pada motor DC yang diam alias tidak bergerak. Bagian ini

terdiri dari rangka dan juga kumparan medan. Dan dari dua bagian utama motor DC tadi

masih bisa dibagi-bagi menjadi banyak bagian lain seperti Yoke (kerangka magnet), Field

winding (kumparan medan magnet), Poles (kutub motor), Armature Winding (Kumparan

Jangkar), Brushes (kuas/sikat arang), dan juga Commutator (Komutator).

Gambar 2.16. Prinsip kerja motor DC

Prinsip kerja dari motor DC dapat dilihat pada gambar 2.16, sebenarnya sangat

sederhana, yakni menggunakan prinsip elektromagnetik dimana pada saat arus listrik

diberikan, maka permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak ke selatan, dan

permukaan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak ke utara dan menghasilkan

sebuah putaran. Dan pada saat arus bergenti dialirkan, kutub utara kumparan akan bertemu


18

kutub selatan magnet dan menyebabkan saling tarik menarik sehingga motor berhenti

berputar.

2.3.6. Relay [21]

Relay merupakan komponen elektronika berupa saklar atau switch elektrik yang

dioperasikan secara listrik dan terdiri dari 2 bagian utama yaitu Elektromagnet (coil) dan

mekanikal (seperangkat kontak Saklar/Switch). Komponen elektronika ini menggunakan

prinsip elektromagnetik untuk menggerakan saklar sehingga dengan arus listrik yang kecil

(low power) dapat menghantarkan listrik yang bertegangan lebih tinggi. Berikut adalah

simbol dari komponen relay. Dapat dilihat pada gambar 2.17.

Gambar 2.17. Simbol relay NO dan NC

2.3.6.1. Prinsip kerja relay [21]

Sebuah relay terdapat 4 bagian penting yaitu electromagnet (coil), Armature,

Switch Contact Point (saklar) dan spring. Untuk lebih jelasnya silahkan lihat gambar 2.18.

Gambar 2.18. Struktur sederhana relay

Berdasarkan gambar 2.18, iron core (besi) yang dililitkan oleh kumparan coil

berfungsi untuk mengendalikan iron core tersebut. Ketika kumparan coil di berikan arus

listrik, maka akan timbul gaya elektromagnet sehingga akan menarik Armature berpindah


19

posisi yang awalnya NC (tertutup) ke posisi NO (terbuka) sehingga menjadi saklar yang

dapat menghantarkan arus listrik di posisi NO. Posisi Armature yang tadinya dalam

kondisi CLOSE akan menjadi OPEN atau terhubung. Armature akan kembali keposisi

CLOSE saat tidak dialiri listrik. Coil yang digunakan untuk menarik Contact Point ke

posisi CLOSE umunnya hanyak membutuhkan arus llistrik yang relatif kecil.

2.4. SCADA [22]

SCADA merupakan sistem yang dapat melakukan pengawasan, pengendalian, dan

akuisisi data terhadap sebuah plant. Adanya jarak yang jauh antara plant dengan operator

menjadi alasan dibutuhkannya sebuah sistem SCADA yang dilengkapi dengan peralatan

komunikasi yang memadai. Menurut NIST (National Institute of Standards and

Technology), sistem SCADA banyak digunakan pada sistem terdistribusi seperti : sistem

distribusi air dan penampungan limbah air, saluran pipa minyak dan gas, transmisi dan

distribusi jaringan listrik, dan sistem transportasi kereta api. Sistem SCADA sederhana

dapat dilihat pada gambar 2.19.

Gambar 2.19. Skema sistem SCADA sederhana dalam pengendalian sistem

2.4.1. Arsitektur Sistem SCADA

Pada sebuah sistem SCADA terdapat 6 bagian utama supaya sistem dapat bekerja

dengan baik,yaitu :

1. Operator

Operator merupakan orang yang mengawasi sistem SCADA dan melakukan fungsi

supervisory control untuk operasi plant jarak jauh.


20

1. Human Machine Interfaces

HMI menampilkan data untuk operator dan menyediakan input kontrol bagi operator

dalam berbagai bentuk seperti grafik, skematik, jendela, menu pull-down, dan tombol.

2. Master Terminal Unit

MTU merupakan unit master pada arsitektur master/slave, MTU berfungsi

menampilkan data pada operator melalui HMI, mengumpulkan data dari plant yang

jauh, dan mengirim sinyal kontrol ke plant yang berjauhan.

3. Communication System

Sistem komunikasi antara MTU dengan RTU ataupun antara RTU dengan field

device dapat berupa :

1. Komunikasi serial (RS232, RS422, RS485)

2. Ethernet

3. Jaringan telepon tetap

4. Leased lines

5. Internet

6. Wireless (wireless LAN, GSM network, modem radio)

4. Remote Terminal Unit

RTU merupakan unit slave pada arsitektur master/slave. RTU mengirimkan sinyal

kontrol pada plant yang dikendalikan, mengambil data dari plant, dan mengirim data ke

MTU.

5. Field Device

Field device merupakan plant di lapangan yang terdiri dari berbagai sensor dan

aktuator. Nilai sensor dan aktuator inilah yang diawasi dan dikendalikan supaya plant

dapat berjalan sesuai dengan keinginan pengguna.

2.5. Wonderware In Touch [22]

Wonderware InTouch merupakan software utama yang mendasari keseluruhan

program SCADA. Pada dasarnya, InTouch adalah software Human Machine Interface

yang juga dilengkapi dengan fitur dasar SCADA software.

Wonderware juga memiliki berbagai program untuk mendukung keseluruhan sistem

SCADA, seperti :

1. Wonderware Historian, program yang menangani database berbasis SQL server.


21

2. Wonderware Information Software, program yang menangani pembuatan portal internet

untuk aplikasi HMI/SCADA.

3. Wonderware Active Factory, program untuk melakukan analisa serta laporan dari data di

lapangan. Program ini dapat terhubung dengan Microsoft Word dan Microsoft Excell.

4. Wonderware InControl, program pengendalian yang dapat meggantikan PLC sebagai

soft control (PC based control).

2.5.1. Wonderware InTouch Script dan Animasi

Secara umum, ada 3 langkah dasar yang perlu dilakukan untuk membuat suatu

aplikasi pada Wonderware InTouch, yaitu :

1. Menggambar (darwing)

2. Inisialisasi tagname

3. Menggerakkan (animating)

Pada bagian ini akan dibahas khusus tentang cara menggerakkan objek-objek yang

sudah digambar dan diberi tagname pada bagian sebelumnya. Peran script tentunya sangat

penting untuk proses animasi ini.

A. Macam-macam Script

Pemrograman pada Wonderware InTouch menggunakan InTouch Quick Script. Tipe

script ini relative mudah digunakan karena memanfaatkan struktur high level language

(seperti pada Bahasa pemrograman Pascal) yang telah disederhanakan sehingga orang

awam yang bukan programmer juga dapat memprogram Wonderware InTouch. Ada

banyak cara untuk meletakkan script pada aplikasi, seperti :

1. Application. Script jenis ini digunakan untuk memprogram keseluruhan window yang

ada pada aplikasi.

2. Key. Script yang akan dilakukan saat tombol keyboard tertentu ditekan.

3. Condition. Script yang akan dikerjakan jika terjadi kondisi tertentu dari suatu tagname,

kondisi dinyatakan dalam ekspresi tertentu.

4. Data Change. Script yang akan dieksekusi jika terjadi perubahan nilai pada tagname

tertentu.

B. Animasi

Animasi adalah proses memberi “nyawa” dari objek-objek yang telah digambar dan

diberi tagname. Animasi ini penting karena akan sangat mempermudah operator dalam


22

memahami, mengawasi, dan mengendalikan proses-proses yang terjadi pada plant. Cara

yang mudah untuk memberikan efek animasi pada gambar ialah dengan melakukan klik

kiri objek dua kali atau meng-klik kanan dan memilih Animation Link. Animation Link

sendiri terdiri dari 2 bagian besar: Touch Link dan Display Link. Touch Link digunakan

untuk mengatur interaksi antara operator dengan program, sedangkan display link

digunakan untuk mengatur animasi pada tampilan objek. Terdapat 4 jenis animasi yang

akan dibahas, yaitu :

1. Animasi Diskrit

Animasi yang paling mudah dilakukan ialah animasi diskrit, yang berarti hanya ada

dua kondisi dari objek yang dimanipulasi. Misalnya, warna isi objek berpindah dari merah

ke hijau dan sebaliknya. Peralatan yang statusnya dapat ditampilkan (maupun diubah)

dengan jenis animasi ini tentunya juga peralatan diskrit (contoh: tombol, status on-off

motor, limit switch). Berikut ini pembahasan fitur yang berhubungan dengan animasi

diskrit.

Display Link-Fill Color berguna untuk memberi warna objek berdasarkan dua

kondisi yaitu True (1) dan False (0) dari ekspresi yang digunakan. Kotak Expression bisa

diisi dengan Tagname atau rumus logika tertentu yang memiliki kondisi discrete.

Pada fitur Line Color prinsip kerjanya sama dengan fill color hanya saja line color

yang berubah-ubah adalah garis pembatas objek, bukan isinya. Demikian juga halnya

dengan fitur Text Color, dimana yang berubah-ubah adalah warna teksnya.

Display Link-Miscellanous terdiri dari Blink (untuk mengatur efek kedipan),

visibility (untuk membantu proses animasi dan security), serta disable (untuk kepentingan

security).

Display Link-Visibility digunakan untuk menampilkan atau menghilangkan suatu

objek berdasarkan nilai pada expression. Visibility state mengatur apakah objek akan

tampil (on) atau hilang (off) saat nilai pada expression benar.

2. Animasi Analog

Animasi analog ialah animasi yang dilakukan dalam suatu range nilai tertentu.

Jangkauannya jauh lebih luas daripada animasi diskrit. Peralatan yang ditampilkan

kondisinya ataupun diubah statusnya ialah peralatan analog (contoh: potensiometer,


23

pengaturan kecepatan motor, sensor suhu analog). Contoh animasi analog misalnya ialah

animasi gerakan barang dari satu tempat ke tempat lain pada conveyor.

Display Link-Percent Fill-Vertical digunakan untuk mengisi objek secara vertikal

berdasarkan expression yang diberikan. Berikut ini beberapa isian yang perlu diberikan :

1. Parameter: nilai saat berada pada posisi terendah (Value at Min Fill) dan tertinggi (Value

at Max Fill).

2. Persentase isian objek ditentukan oleh Min dan Max % Fill.

3. Warna latar pengisian (background color) dan arah pengisian (direction) dapat diatur.

Display Link-Location-Horizontal digunakan untuk menggerakkan objek secara

horizontal. Isian-isian yang perlu diberikan :

1. Besar pergerakan sesuai dengan nilai pada expression.

2. Value mendefinisikan nilai pada posisi paling kiri (At Left End) dan kanan (At Right

End).

3. Horizontal Movement digunakan untuk mendefinisikan jauh dekatnya gerakan objek.

Display Link-Object Size (Height) digunakan untuk mengubah besarnya ukuran

ketinggian objek berdasarkan nilai yang diberikan. Anchor dipakai untuk menentukan dari

mana objek tersebut mulai berada.

3. Value Display

Value Display ialah fitur untuk menampilkan nilai/kondisi suatu instrument (misal:

sensor suhu, status nyala mati motor) ataupun nama operator pada aplikasi Wonderware

InTouch. Hal ini tentu sangat membantu operator dalam mengamati berbagai peralatan dan

proses yang terjadi pada plant, untuk mewujudkan hal di atas digunakan link berikut.

Display Link-Value Display digunakan untuk menampilkan nilai suatu tagname di

layar, dengan keterangan :

1. Discrete: untuk objek tipe diskrit (0 atau 1)

2. Analog: untuk objek tipe analog (berupa range)

3. String: untuk objek berupa huruf (misal: nama operator)

4. User Input

Dengan InTouch juga dapat dibuat suatu fitur user input, dimana pengguna dapat

memasukkan input pada program untuk melakukan suatu aksi tertentu pada plant. Berikut

ini fitur-fitur yang berguna.


24

Pada kelompok fitur Touch Links terdapat fitur User Input yang terdiri dari :

1. Discrete: untuk inputan bilangan diskrit

2. Analog: untuk inputan bilangan analog (misal: penentuan kecepatan, posisi, suhu yang

diinginkan)

3. String: untuk inputan huruf (misal: untuk pembuatan fasilitas password)

User Input-Discrete berguna untuk memberikan input nilai diskrit tertentu (0 atau 1)

dari Tagname atau hasil yang terdapat pada expression. Sedangkan Msg to user, Set

Prompt, Reset Prompt berguna untuk mengatur tampilan window yang muncul saat area

diskrit ditekan.

Slider-Horizontal berguna untuk memberikan nilai analog dengan menggeser slider

kea rah horizontal, berikut isian-isian yang harus diberikan :

1. At left dan At right berisi minimal dan maksimal pada objek

2. Jarak pergeseran dapat diatur dengan mengubah nilai pada To left dan To right

3. Reference location menunjukkan lokasi awal sebelum slider digeser

Touch Pushbutton-Discrete Value biasanya digunakan dalam penekanan tombol.

Saat tombol ditekan, hasilnya bisa nyala atau mati berdasarkan Action :

1. Direct: memberi kondisi on sesaat (push-on)

2. Reserve: memberi kondisi off sesaat (push-off)

3. Toggle: memberi kondisi on-off bergantian jika tombol ditekan lebih dari satu kali

4. Set: memberi kondisi on terus menerus

5. Reset: memberi kondisi off terus menerus

2.6. Wonderware MODBUS Ethernet I/O Server (MBENET) [23]

MBENET adalah program aplikasi Microsoft Windows yang memungkinkan akses

data di PLC Modicon melalui jaringan Ethernet. Server hanya memerlukan kartu

jaringan Ethernet 10BaseT standar untuk mengakses jaringan Ethernet. Protokol

komunikasi menangani elemen data dalam percakapan yang menggunakan konvensi

penamaan tiga bagian yang mencakup nama aplikasi (application name), nama topic

(Topic Name), dan nama item (Item Name).

Application Name Merupakan nama program Windows (server) yang akan

mengakses elemen data. Dalam kasus data yang datang dari atau pergi ke peralatan

Modicon melalui server ini, bagian aplikasi dari alamat adalah MBENET.


25

Topic Name merupakan Nama yang berarti dikonfigurasi di server untuk

mengidentifikasi perangkat tertentu. Nama-nama ini kemudian digunakan sebagai nama

topik dalam semua percakapan ke perangkat itu. Misalnya, PLC209.

Item Name merupakan elemen data spesifik dalam topik yang ditentukan. Server

mendukung nama item / point yang konsisten dengan konvensi penamaan point yang

digunakan oleh PLC Modicon. Server memungkinkan pengguna memilih Slave Type saat

pengguna mengkonfigurasi definisi topik untuk PLC. Gambar 2.20 berisi rentang Alamat

PLC yang didukung oleh MBENET.

Gambar 2.20. Tipe PLC dan rentang alamat yang didukung MBENET [24]

2.7. TM3AM6 [25]

Modul TM3AM6 salah satu modul tambahan yang kompatibel pada PLC

TM221CE40R. Modul ini bekerja pada tegangan 24V yang berfungsi untuk menambahkan

input dan output pada PLC. TM3AM6 memiliki empat input analog dan 2 output analog,

untuk alamat pada input analog %IW1.0 dan pada output analog QW1.0. Modul TM3AM6


26

dapat dilihat pada gambar 2.21 dan wiring diagram modul TM3AM6 dapat dilihat pada

gambar 2.22.

Gambar 2.21. Bentuk modul TM3AM6

Gambar 2.22. Wiring diagram pada modul TM3AM6

2.8. Driver Current

2.8.1. Konfirgurasi Darlington [26]

Transistor Darlington adalah sepasang Transistor Bipolar yang disambungkan

secara seri dan bertindak sebagai sebuah Transistor Tunggal yang dapat menghasilkan

penguatan (gain) yang lebih tinggi.

Fungsi utama dari rangkaian darlington adalah transistor komposit yang bertindak

sebagai unit tunggal dengan gain arus yang dihasilkan oleh arus gain pada setiap

transistor. Jika rangkaian tersusun dari dua transistor yang masing-masing memiliki arus

gain. Maka arus gain yang dihasilkan dari rangkaian darlington menjadi


27

βD = β1 X β2 (2.2)

Jika dua transistor terhubung maka β1 = β2 = β, rangkaian darlington menghasilkan arus

gain

βD = β ² (2.3)

Rangkain darlington transistor menghasilkan sebuah transistor yang memiliki arus

gain yang besar, biasanya beberapa ribu. Rangkaian dasar darlington ditunjukan pada

gambar 2.23

Gambar 2.23. Rangkaian dasar darlington NPN [27]

Transistor darlington mempunyai arus gain βD untuk digunakan. Arus basis dapat

dihitung dari persamaan

(2.4)

Meskipun persamaan ini sama dengan transistor biasa, nilai βD lebih besar dan

nilai VBE lebih besar. Maka persamaan arus emitter

IE= (βD + 1) IB ≈ βD (2.5)

Persamaan tegangan DC

VE = IE.RE (2.6)

VB = VE + VBE (2.7)

Persamaan arus emitter

(2.8)


28

BAB III

PERANCANGAN PENELITIAN

Bab ini menjelaskan perancangan keseluruhan dari penelitian yang berjudul

“SCADA sebuah Smarthome untuk pengendali lampu, pengendali pintu pagar rumah, dan

pengendali gorden berbasis PLC Schneider M221” yang tediri dari perancangan perangkat

keras, perangkat lunak, perancangan PLC, dan diagram alir. Perancangan ini menjelaskan

tentang Smarthome yang mengendalikan lampu, pengendali pintu pagar rumah, dan

pengendali gorden dengan software wonderware intouch sebagai HMI. Pada pengendali

lampu menggunakan sensor UV sebagai input dan menggunakan lampu DC 12V sebagai

output. Output dari pengendali lampu ini menyala pada kecerahan 0% sampai 100% yang

terbagi menjadi lima level. Output ini akan menyala pada level tertentu tergantung pada

kecerahan berapa sensor mendeteksi. Pengendali pintu pagar menggunakan sensor PIR

sebagai input dan menggunakan motor DC sebagai output. Sensor ini mendeteksi

pergerakan, apabila sensor ini mendeteksi maka motor DC akan bergerak kearah CW

sehingga pintu pagar membuka dan sebaliknya apabila sensor tidak mendeteksi maka

motor DC berputar kearah CCW sehingga pintu akan menutup. Motor akan berhenti

apabila salah satu limit switch tertekan oleh pintu pagar. Pengendali gorden menggunakan

sensor LDR sebagai input dan motor DC sebagai output. Output dari pengendali gorden ini

memiliki 3 level kondisi (buka penuh, buka ½, dan tutup penuh). Output ini akan bekerja

pada level tertentu tergantung pada level berapa sensor mendeteksi. Motor DC akan

berhenti sesuai timer yang ditentukan. Perancangan alat secara keseluruhan dapat dilihat

pada gambar 3.1.

Gambar 3.1. Ilustrasi prototipe Smarthome


29

Berikut penjelasan dan keterangan bagian-bagian dari prototipe Smarthome yang

dapat dilihat di tabel 3.1.

Tabel 3.1. Keterangan dan fungsi dari gambar 3.1

NO Keterangan Fungsi

1 Lampu DC Sebagai output pengendali lampu

2 Motor DC 1 Sebagai penggerak pintu pagar

3 Motor DC 2 Sebagai penggerak gorden

4 Sensor IR motion HC-SR501 Sebagai input pengendali pintu pagar

5 Sensor LDR Sebagai input pengendali gorden

6 Sensor Ultraviolet Sebagai input pengendali lampu

7 Limit switch 1 Sebagai pembatas pintu pagar saat tutup

8 Limit switch 2 Sebagai pembatas pintu pagar saat buka

9 Kain Sebagai kain gorden

10 Penggulung kain gorden Sebagai penggulung kain gorden

11 Pemberat kain gorden Sebagai pemberat kain agar mudah

dalam proses penggulungan

Keluaran terdiri dari lampu dan motor DC dan limit switch sebagai penghenti

jalanya pada motor. Sistem ini bisa dimonitoring melalui software wonderware intouch

sebagai HMI (SCADA).

3.1. Blok diagram

Blok diagram ini penjelasan yang lebih kongkrit dari gambar 1.1. Gambar 3.2

merupakan blok diagram dari “SCADA sebuah smarthome untuk pengendali lampu,

pengendali pintu pagar rumah, dan pengendali gorden berbasis PLC Schneider M221”

yang terdiri dari PLC M221 sebagai pengendali, sensor UV, sensor PIR, sensor LDR, limit

switch, dan push button sebagai masukan serta HMI sebagai interface. Motor DC dan

Lampu DC sebagai keluaran, relay berfungsi sebagai pelindung output apabila terjadi

tegangan yang berlebih dan sebagai pembalik arah putaran motor. PLC berfungsi untuk

mengolah data yang didapat dari sensor untuk mengendalikan output sehingga

menyebabkan tampilan animasi HMI sama dengan proses yang terjadi secara real. Proses

komunikasi dari PLC ke HMI menggunakan MBENET yang merupakan program aplikasi

Microsoft Windows yang memungkinkan akses data di PLC Modicon cmelalui jaringan

Ethernet. Pada jaringan ini menggunakan kabel UTP dan konektor RJ45. Komunikasi ini

mempunyai fungsi sebagai untuk menampilkan animasi-animasi secara realtime di

tampilan HMI.


30

Gambar 3.2. Blok diagram prototipe SCADA untuk pengendali lampu, pengendali pintu

pagar rumah, dan pengendali gorden.

Prototipe ini mengendalikan lampu, pintu pagar, dan gorden prototipe ini bekerja

apabila sensor dari masing-masing pengendali mendeteksi. Selain itu terdapat push button

sebagai tombol start dan stop untuk menjalankan atau menghentikan sistem.

3.2. Perancangan perangkat keras mekanis

Perancangan perangkat keras mekanis berisi cara kerja dan bagian komponen dari

pengendali pintu pagar rumah dan pengendali gorden.

3.2.1. Cara kerja dan bagian komponen pengendali pintu pagar

Mekanisme dari pengendali pintu pagar rumah dapat dilihat pada 3.3. Pengendali

ini mengendalikan pintu gerbang agar bisa terbuka dan tertutup secara otomatis yang

digerakkan oleh motor DC dan limit switch sebagai penghenti motor DC. Pada bagian

bawah pintu pagar terdapat dua roda berikut reel yang berguna untuk mempermudah

motor DC membuka dan menutup dan bergerak sesuai pada reel yang dibuatkan.


31

Gambar 3.3. Mekanisme Pintu Pagar

3.2.2. Cara kerja dan bagian komponen pengendali gorden

Mekanisme dari pengendali ini dapat diilihat pada gambar 3.4. Pengendali ini

mengendalikan gorden agar bisa terbuka dan tertutup dengan vertical secara otomatis.

Pengendali ini menggunakan sensor LDR sebagai masukan apabila sensor ini mendeteksi

cahaya matahari maka motor DC bekerja menggerakkan penggulung gorden sehingga kain

gorden akan tergulung (gorden terbuka) sesuai intensitas cahaya dan apabila sensor tidak

mendeteksi cahaya matahari maka putaran motor akan berlawanan sehingga membuka

gulungan kain pada gorden (gorden tertutup), Sistem ini bekerja sesuai timer yang

ditentukan.

Gambar 3.4. Mekanisme Pengendali Gorden


32

3.3. Perancangan perangkat keras elektronis

3.3.1. Sensor LDR

Pada pengendali gorden mengggunakan sensor LDR sebagai input. Sensor LDR

bekerja pada tegangan 5V. Pada input pengendali gorden ditambahkan rangkaian pembagi

tegangan yang berfungsi untuk membagi tegangan input menjadi tiga tegangan output.

Nilai resistensi sensor LDR didapatkan pada saat percobaan, pada saat terang mendapatkan

nilai resistensi sebesar 10,30 Kohm, pada saat redup mendapatkan nilai resistensi sebesar

0,46Mohm, dan pada saat gelap mendapatkan nilai resistensi 6,14Mohm dan nilai R2

ditentukan sebesar 1Mohm. Rangkaian pembagi tegangan dapat dilihat pada gambar 3.5

Gambar 3.5. Perancangan elektronis sensor LDR

Bedasarkan rumus 2.1 dapat dicari tegangan output yang dibutuhkan pada saat

gorden buka penuh, gorden tutup setengah, dan gorden tutup penuh sebagai berikut:

(saat terang)

(saat redup)


33

(saat gelap)

Dari perhitungan di atas diketahui Tegangan output yang dibutuhkan pada saat

gorden terbuka penuh 4,9V dan terbaca di ladder 490 (Des), pada saat gorden tutup

setengah tegangan dibutuhkan 3,4V dan terbaca di ladder 340 (Des), dan pada saat gorden

tutup penuh tegangan yang dibutuhkan 0.7V dan terbaca di ladder 70 (Des). Karakteristik

dapat dilihat pada gambar 3.6 dengan persamaan y = 100(x).

Gambar 3.6. Karakteristik input analog sensor LDR

3.3.2. Sensor Ultraviolet

Pada pengendali lampu mengggunakan sensor UV sebagai input. Sensor UV

bekerja pada tegangan 5V dengan maksimal tegangan keluaran 1V. yang perancangan

elektronis sensor UV dapat dilihat pada gambar 3.7.

Gambar 3.7. Perancangan elektronis sensor UV


34

Pada input ini dibagi menjadi lima level dengan range yang telah ditentukan sesuai

dengan index UV 1 sampai 5 pada gambar 2.6 . Pada level satu tegangan yang dibaca

sensor 230 mV dan terbaca di ladder 230 (desimal), level dua tegangan yang dibaca sensor

320 mV dan terbaca di ladder 320 (desimal), level tiga tegangan yang dibaca sensor 410

mV dan terbaca di ladder 410 (desimal), level empat tegangan yang dibaca sensor 510 mV

dan terbaca di ladder 510 (desimal), dan level lima tegangan yang dibaca sensor 610 mV

dan terbaca di ladder 610 (desimal). Keluaran tegangan maksimal sensor UV sebesar

1000mV dan karakteristik dapat dilihat pada gambar 3.8 dengan persamaan y = 1(x).

Gambar 3.8. Karakteristik input analog sensor UV

3.3.3. Sensor PIR

Pada pengendali pintu pagar menggunakan sensor PIR sebagai input. Sensor PIR

bekerja pada tegangan sumber 5V sensor ini berfungsi untuk mendeteksi gerakan dimana

tegangan keluaran pada saat sensor mendeteksi 3,3V dan pada saat tidak mendeteksi 0V.

Sedangkan apabila mau dihubung ke relay, maka membutuhkan minimal tegangan 4,5V

untuk menggerakan relay dengan spesifikasi 5V. Maka dari itu ditambahkan rangkaian

yang dapat dilihat pada gambar 3.9 yang berfungsi sebagai switch dengan adanya

penambahan rangkaian ini, keluaran menjadi 5V sehingga dapat menggerakkan relay pada

saat sensor mendeteksi.


35

Gambar 3.9. Perancangan elektronis sensor PIR

3.3.4. Pengendali arah putaran motor DC

Dalam pengendali pintu pagar dan pengendali gorden terdapat perangkat utama

yaitu motor DC. Motor DC ini sebagai penggerak pintu pagar saat buka atau tutup dan

penggerak gorden saat buka dan tutup dengan cara mengubah arah putaran menjadi CW

(clockwise) atau CCW (Counter Clockwise). Prinsip kerja untuk mengubah arah putaran

motor dengan mengubah polaritas sumber tegangan, perancagan dapat dilihat pada gambar

3.10.

Gambar 3.10. Rangkaian pengendali arah putaran motor


36

3.3.5. Lampu DC

Pada output pengendali lampu menggunakan modul TM3AM6 dan output lampu

DC. Modul TM3AM6 memiliki 4 input analog dan 2 output analog, dalam pengendali

lampu menggunakan satu output analog dengan keluaran arus 4ma sampai 20mA, maka

dari itu diperlukan rangkaian driver current untuk menghidupkan lampu 12v 3W.

Rangkaian driver current (penaik arus) dapat dilihat pada gambar 3.11.

Gambar 3.11. Rangkaian driver current

Pada rangkaian Driver Current terdapat beberapa komponen yang digunakan, untuk

menentukan nilai dari komponen tersebut diperlukan perhitungan. Nilai dari tiap

komponen atau tipe komponen yang digunakan mempengaruhi nilai keluaran dari

rangkaian driver current. Bedasarkan persamaan 2.7 digunakan untuk mengetahui tegangan

keluaran setelah melewati rangkaian darlington berikut:

VE (T1) = VB – VBE

= 10V – 0,7V

= 9,3V (tegangan di basic transistor 2)

VE (T2) = VB – VBE

= 9,3V – 0,7V

= 8,6V

Bedasarkan Persamaan 2.8 yang digunakan untuk mengetahui arus beban pada

lampu ( sebagai berikut:


37

Tetapi arus yang dari sumber TM3AM6 minimal 4mA sampai 20mA sehingga β

yang dibutuhkan sebagai berikut :

Untuk memenuhi arus beban sebesar 0,25 digunakan transistor BD139. Namun

nilai β pada transistor BD139 sebesar 25 masih lebih kecil dari β yang dibutuhkan,

sehingga digunakan konfirgurasi darlington dengan menggunakan komponen transistor

2n2222 dengan β = 30 dan transistor BD139. Dengan persamaan 2.2 β darlington menjadi

sebagai berikut :

βtotal = β1 x β2

= 30 x 25

= 750

Nilai beta dari konfirgurasi darlinton sudah memenuhi dari β yang dibutuhkan.

Gambar 3.12. Karakteristik output analog PLC

Karakteristik dapat dilihat pada gambar 3.12 dengan persamaan y = 0,01(x). Output

ini memiliki lima kondisi output yang berbeda-beda dengan maksimal tegangan 10V. Pada

kondisi pertama output pada ladder bernilai 0 (Des) sehingga tegangan yang keluar 0V,

kondisi kedua output pada ladder bernilai 250 (Des) sehingga tegangan keluar 2,5V,

kondisi ketiga output pada ladder bernilai 500 (Des) sehingga tegangan keluar 5V, kondisi

keempat output pada ladder bernilai 750 (Des) sehingga tegangan keluar 7,5V, kondisi

kelima output pada ladder bernilai 1000 (Des) sehingga tegangan keluar 10V. Tingkat

kecerahan yang berbeda dari level 1 sampai 5 ditandai oleh gradasi warna lampu menyala

pada level tertentu di tampilan HMI. Tingkat kecerahan lampu dapat dilihat pada tabel 3.2


38

Tabel 3.2. Tingkat kecerahan lampu

No Level ADC

(Des)

ADC

(Hexa)

Vout Lampu

(menyala)

Warna

(HMI)

1 1 0 16#0000 0V 0% 2 2 250 16#00FA 2,5V 25% 3 3 500 16#01F4 5V 50%

4 4 750 16#02EE 7,5V 75%

5 5 1000 16#03E8 10V 100%

3.4. Perancangan PLC

Pada sistem Smarthome ini menggunakan PLC Schneider M221 sebagai pengontrol

Pada setiap perancangan sangat dibutuhkan berupa masukan, keluaran, ataupun memori

yang digunakan. PLC ini memiliki 40 port I/O terdiri dari 24 port input digital dan output

digital 16 port. Port input digital dapat dilihat pada tabel 3.3, port input analog dapat dilihat

pada tabel 3.4, port output digital dapat dilihat pada tabel 3.5. dan port output analog dapat

dilihat pada tabel 3.6.

Tabel 3.3. Pembagian input digital pada PLC

NO Input Alamat Keterangan

1 Push Button 1 %I0.0 Sebagai tombol start

2 Push Button 2 %I0.1 Sebagai tombot stop

3 Limit switch 1 %I0.2 Sebagai pembatas putaran motor saat

kondisi pintu pagar tutup

4 Limit switch 2 %I0.3 Sebagai pembatas putaran motor saat

kondisi pintu pagar buka

5 Sensor PIR %I0.4 Sebagai input pengendali pintu pagar

Tabel 3.4. Pembagian input analog pada PLC

NO Input Alamat Keterangan

1 Sensor LDR %IW0.0 Sebagai input pengendali gorden

2 Sensor UV %IW0.1 Sebagai input pengendali lampu

Tabel 3.5. Pembagian output digital pada PLC

NO Output Alamat Keterangan

1 Motor DC 1

(Pintu pagar)

%Q0.0

%Q0.1

Clockwise (CW)

Counter Clockwise (CCW)

2 Motor DC 2

(Gorden)

%Q0.2

%Q0.3

Clockwise (CW)

Counter Clockwise (CCW)


39

Tabel 3.6. Pembagian output analog pada TM3AM6

NO Output Alamat Keterangan

1 Lampu DC %QW1.0 Sebagai keluaran pengendali lampu DC

Perancangan ini memiliki pusat pengendali berupa PLC Schneider M221. Maka

dari itu setiap keluaran pada perancangan ini digunakan relay sebagai pemberi keamanan

pada perangkat PLC dan mencegah arus berlebih.

3.5. Perancangan Perangkat Lunak

Pada gambar 3.13 layer pertama dari HMI sebagai menu utama, pada tampilan itu

operator wajib mengisi username dan password yang sesuai agar operator bisa melanjutkan

ke tampilan berikutnya. Fungsi dari mengisi username dan password ini sebagai keamanan

dimana orang-orang yang memiliki akses saja yang bisa masuk.

Gambar 3.13. Layer pertama sebagai menu utama

Gambar 3.14 layer kedua dari HMI, pada layer kedua terdapat tampilan layer

pemantauan tiga objek yaitu pengendali lampu, pengendali pintu pagar, dan pengendali

gorden secara real time. Pada pengendali lampu ditampilkan animasi berupa lampu

menyala pada level tertentu yang ditandai oleh warna tertentu. Pada pengendali pintu pagar

ditampilkan gerakan pintu pagar membuka atau menutup secara horizontal. Pada

pengendali gorden ditampilkan gerakan gorden buka penuh, buka 1/2 , dan tutup penuh


40

secara vertical dan Terdapat menu start dan stop sistem berikut tombol kembali ke menu

utama.

Gambar 3.14. Layer kedua tampilan animasi dari 3 objek

Pada tabel 3.7 pembagian memori masing-masing kondisi yang bergantung pada

apa yang di tampilkan pada HMI.

Tabel 3.7. Pembagian memori pada PLC

NO Masukkan Memori Alamat

1 Lampu %MW0

2 Buka/Tutup Pintu Pagar %MW2

3 Buka penuh, Buka ½, Tutup penuh Gorden %MW1

4 Tombol Start %M0

5 Tombol Stop %M1

3.6. Perancangan Diagram Alir SCADA

Pada gambar 3.15 program SCADA dirancang terdapat empat bagian utama yaitu

proses login, proses pengendali lampu, proses pengendali pintu pagar, dan proses

pengendali gorden. Pada proses login yang terdapat pada menu utama admin harus

memasukkan password agar bisa melanjutkan kehalaman berikutnya pada halaman


41

berikutnya terdapat tampilan animasi untuk pengendali lampu, pengendali pintu pagar, dan

pengendali gorden.

Gambar 3.15. Diagram alir SCADA secara umum

3.6.1. Proses login

Pada menu utama terdapat proses login. Pada proses login admin harus memasuki

password dengan kata “sanjaya” dan username berupa “155114046”. User menekan

tombol “OK” untuk melanjutkan kehalaman berikutnya apabila user salah mengisi

username atau password maka user kembali mengisi password dan username sampai tepat


42

dengan yang telah ditentukan. Proses login ini berfungsi sebagai keamanan yang hanya

bisa digunakan pada orang yang memiliki akses saja. Diagram alir proses login dapat

dilihat pada tabel 3.16.

Gambar 3.16. Diagram alir proses login

3.6.2. Proses pengendali lampu

Diagram alir pengendali lampu dilihat pada gambar 3.17. Pengendali lampu ini

menggunakan sensor UV sebagai masukan prinsip kerja dari pengendali lampu ini

memiliki 5 kondisi kecerahan lampu yang berbeda dari tingkat kecerahan 0% sampai

100%. Lampu ini bekerja tergantung pada kondisi berapa sensor mendeteksi apabila sensor

mendeteksi pada level ke-5 maka tingkat kecerahan lampu pada level 100% dan kondisi

awal dari pengendali lampu ini dalam keadaan kecerahan 0%.


43

Gambar 3.17. Diagram alir pengendali lampu

3.6.3. Proses pengendali pintu pagar

Diagram alir pengendali pintu pagar dapat dilihat pada gambar 3.18. Prinsip kerja

dari pengendali pintu pagar ini bekerja secara otomatis dengan menggunakan sensor PIR

sebagai masukan. Kondisi awal dari pengendali pintu pagar ini dalam keadaan tertutup.

Apabila sensor mendeteksi maka motor akan berputar kearah CW sehingga membuka

pintu pagar dan motor akan berhenti apabila limit switch dua aktif dan pintu pagar tertutup

kembali apabila sensor tidak mendeteksi sehingga motor berputar kearah CCW dan akan

berhenti pada saat limit switch satu aktif.


44

Gambar 3.18. Diagram alir pengendali pintu pagar

3.6.4. Proses pengendali gorden

Diagram alir pengendali gorden dapat dilihat pada gambar 3.19. Pengendali gorden

menggunakan sensor LDR sebagai input dan motor DC sebagai output. Output dari

pengendali gorden ini memiliki 3 level kondisi (buka penuh, buka ½, dan tutup penuh).

Output ini akan bekerja pada level tertentu tergantung pada level berapa sensor

mendeteksi. Pada saat gorden membuka motor berputar kearah CCW dan sebaliknya pada

saat menutup motor berputar kearah CW dan berhenti sesuai timer yang ditentukan. Pada

kondisi awal gorden terbuka penuh, sensor mendeteksi pada kondisi 1 (K1) maka motor

berhenti (gorden buka penuh), pada saat sensor mendeteksi kondisi 2 (K2) maka motor

akan berputar kearah CW selama 5 detik (gorden tutup ½), dan saat sensor mendeteksi

pada kondisi 3 (K3) maka motor berputar kearah CW selama 10 detik (gorden tutup


45

penuh). Kondisi awal gorden tutup ½, sensor mendeteksi pada kondisi 2 (K2) maka motor

akan berhenti (gorden tutup ½), pada saat sensor mendeteksi pada kondisi 1 (K1) maka

motor berputar ke arah CCW selama 5 detik (gorden buka penuh), dan saat sensor

mendeteksi pada kondisi 3 (K3) maka motor berputar kearah CW selama 5 detik (gorden

tutup penuh). Kondisi awal gorden tutup penuh, sensor mendeteksi pada kondisi 3 (K3)

maka motor akan berhenti (gorden tutup penuh), pada saat sensor mendeteksi pada kondisi

2 (K2) maka motor akan berputar kearah CCW selama 5 detik (gorden tutup ½), dan saat

sensor mendeteksi pada kondisi 1 (K1) maka motor akan berputar kearah CCW selama 10

detik (gorden buka penuh).

Gambar 3.19. Diagram alir pengendali Gorden


46

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini berisi pembahasan hasil pengamatan dan pengujian pada sistem SCADA

yang telah dirancang di bab sebelumnya.

Hasil pengujian ini akan dianalisa sesuai dengan keberhasilan alat. Bedasarkan dari

hasil pengujian dan analisa, maka dapat diambil suatu kesimpulan dari tugas akhir yang

dibuat. Namun sebelumnya akan dipaparkan terlebih dahulu beberapa perubahan

perancangan.

4.1. Perubahan Perancangan

Bagian ini menjelaskan perubahan perancangan yang terjadi dalam proses membuat

hardware dan software.

4.1.1. Penambahan Sensor Photodioda

Sistem diberi tambahan dua sensor photodioda (Receiver) dan led (Transmiter)

pada pengendali gorden yang dapat dilihat pada gambar 4.1. Penambahan sensor ini

bertujuan untuk mendeteksi gorden pada kondisi tutup penuh, buka ½ , dan buka penuh.

Gambar 4.1. Sensor Photodioda

Keterangan Gambar 4.1.

1 = LED (Transmiter)

2 = Sensor Photodioda 1 (Receiver)

3 = Sensor Photodioda 2 (Receiver)


47

4.1.2. Perubahan Tampilan HMI

Pada tampilan menu utama dan tampilan pengendali di HMI sebelumnya dapat

dilihat pada gambar 3.13 dan 3.14. Hasil dari perubahan tampilan menu utama dan

tampilan animasi pengendali dapat dilihat pada gambar 4.2 dan 4.3.

Gambar 4.2. Tampilan perubahan menu utama

Pada tampilan menu utama terdapat perubahan pada bagian pengisian username

dan password. Pada tampilan sebelumnya username dan password dibuatkan

menggunakan rectangle. Hasil dari perubahan tampilan username dan password

menggunakan button.

Gambar 4.3. Tampilan perubahan animasi pengendali


48

Perubahan berikutnya ada pada tampilan layer kedua. Pada bagian tirai terdapat

perubahan warna dan penambahan animasi motor. Terdapat juga perubahan button menu

utama yang diganti menjadi logout, dan terdapat penambahan tampilan control panel yang

berisi tombol start, stop, waktu, hasil keluaran sensor Ultraviolet, dan tampilan warna pada

keluaran lampu.

4.1.3. Perubahan Rangkaian Switch Pada Sensor PIR

Rangkaian elektronis sensor PIR sebelumnya yang dirancang di bab III dapat

dilihat di gambar 3.9. Pada rangkaian tersebut terdapat perubahan komponen yaitu bagian

transistor. Transistor diganti dengan tipe BD139 dikarenakan pada saat percobaan

menggunakan transistor BC547 mengalami panas berlebih sehingga digantikan. Perubahan

perancangan dapat dilihat di gambar 4.4.

Gambar 4.4. Perubahan perancangan elektronis sensor PIR

4.1.4. Perubahan Range Kondisi Sensor Ultraviolet

Input sensor ultraviolet terbagi menjadi lima range yang dapat dilihat di gambar

3.8. Range tersebut dirancang sesuai dengan sumber dari matahari langsung yang diterima

oleh sensor. Setelah implementasi sensor mengalami kesulitan mendapatkan data uji jika

sumber cahaya dari sinar matahari. Setelah diganti sumber yang diterima oleh sensor UV


49

menggunakan LED UV kondisi dari setiap level mudah dipantau dan data uji mudah

didapatkan. Range yang mengalami perubahan dapat dilihat di gambar 4.5.

Gambar 4.5. Perubahan range sensor Ultraviolet

4.1.5. Perubahan Posisi Sensor PIR

Pengendali pintu pagar menggunakan sensor PIR sebagai input yang posisi sensor

sebelum dapat dilihat di gambar 3.3. Setelah implementasi sensor tidak bisa mendeteksi

mobil palsu dikarenakan cara kerja dari sensor PIR mendeteksi panas, sehingga posisi

sensor diubah lebih tinggi agar dapat mendeteksi panas tubuh dari manusia. Sensor ini juga

dapat mendeteksi panas dari mesin mobil, tetapi pada saat percobaan tidak mungkin

melakukan percobaan dengan mobil asli. Posisi sensor PIR dapat dilihat di gambar 4.6.

Gambar 4.6. Perubahan posisi sensor PIR


50

4.2. Hasil Implementasi Perangkat Keras

Perangkat keras ini meliputi sensor Ultraviolet, sensor Photodioda, sensor LDR,

sensor PIR, tombol start dan stop, motor (Pintu pagar dan Gorden), dan lampu. Analisa

akan dilakukan bedasarkan data uji coba untuk bagian mekanik dan elektronik semua

perangkat. Tampilan perangkat keras satu sistem seluruh dapat dilihat di gambar 4.7.

(a) (b)

Gambar 4.7. (a). Tampilan perangkat keras dari depan (b). Tampilan perangkat keras dari

belakang

4.2.1. Hasil Implementasi Pengendali Pintu Pagar

Gambar 4.8 menunjukkan perangkat keras sistem kerja pintu pagar yang setiap

bagiannya dapat dilihat di keterangan gambar. Pada perangkat keras tersebut terdapat

penahan pintu pagar yang berfungsi agar pintu pagar tetap berdiri dengan tegak. Rel pintu

pagar berfungsi sebagai jalur pintu pagar bergerak agar tepat mengenai kedua limit switch,

sedangkan untuk penggerak pintu pagar menggunakan motor DC 6v dengan kecepatan 30

RPM dengan terpasang gear untuk menggerakkan rel gear yang menempel di pintu pagar

sehingga pintu pagar bisa bergerak sesuai dengan masukan sensor PIR.


51

Gambar 4.8. Mekanik pintu pagar


1 = Limit Switch 1 (Pembatas Tutup)

2 = Rel gear

3 = Roda

4 = Rel Pintu Pagar

5 = Pintu Pagar

6 = Motor DC

7 = Hub

8 = Gear

9 = Penahan Pintu Pagar

10 = Limit Switch 2 (Pembatas Buka)

4.2.2. Hasil Implementasi Pengendali Gorden

Gambar 4.9 menunjukkan perangkat keras sistem kerja gorden. Pada perangkat

keras ini terdapat penggulung tirai yang berfungsi untuk menggulung tirai dengan

ditambahkan pemberat agar tirai tergulung dengan rapi. Sistem kerja ini digerakkan oleh

motor DC 6v dengan kecepatan 30 RPM yang tersambung dengan penggulung tirai


52

menggunakan hub sebagai penyambung. Terdapat dua laher yang dipasang di dua sisi yang

berfungi agar motor dapat menggerakkan penggulung kain dengan mulus.

Gambar 4.9. Mekanik gorden


1 = Motor DC 6V 30 RPM

2 = Hub

3 = Laher

4 = Dudukan laher

5 = Pemberat

6 = Tirai

7 = Pengggulung

4.2.3. Hasil Implementasi Pengendali Lampu

Output pengendali lampu menggunakan lampu DC 12V. Lampu terpasang di

belakang dinding yang dapat dilihat di gambar 4.10. Lampu ini akan bekerja otomatis

dengan lima kondisi tingkat kecerahan yang berbeda-beda tergantung masukan sensor UV.


53

Gambar 4.10. Pengendali lampu

4.2.4. Tombol Start Dan Stop Di Prototipe

Pada ladder tombol start menggunakan alamat input %I0.0 dan tombol stop

menggunakan alamat input %I0.1. Fungsi dari tombol start dan stop ini untuk menjalankan

dan mematikan sistem kerja dari tombol di prototipe. Ladder pada tombol start dan stop ini

menggunakan latching. Apabila tombol start ditekan maka sistem akan berjalan dan sistem

akan tetap berjalan walaupun tombol start dalam kondisi tidak ditekan. Apabila tombol

stop ditekan maka sistem akan berhenti. Tombol start dan stop di prototipe dapat dilihat

pada gambar 4.11.

Gambar 4.11. Tombol start dan stop di prototipe

4.2.5. Hasil Implementasi Rangkaian PIR (HC-SR501)

Sensor gerak atau sensor PIR ini berfungsi untuk mendeteksi pergerakan

bedasarkan panas. Panas dapat terdeteksi melalui gelombang infra merah yang dipancarkan

oleh piroelektrik dari sensor. Sensor akan menerima apabila ada perubahan sinyal jika ada


54

gerakan. Pada smarthome ini sensor PIR terpasang diatas pintu pagar setinggi ± 2m

dikarenakan menyesuaikan ketinggian rata-rata orang indonesia dan ketinggian maksimal

sensor PIR pada datasheet yang setinggi 2,4 m. Posisi dan jangkauan sensor PIR dapat

dilihat di gambar 4.12.

Gambar 4.12. Letak sensor PIR

Sensor PIR ini bekerja pada tegangan 5V apabila sensor PIR ini mendeteksi maka

tegangan keluarannya 3,84V, apabila sensor tidak mendeteksi maka tegangan keluarannya

0V. Sensor membutuhkan keluaran tegangan minimal 4,5V untuk menggerakkan relay

spesifikasi 5V, maka dari itu sensor dihubungkan rangkaian tambahan yang dapat dilihat di

gambar 4.4 agar sensor dapat menggerakkan relay. Bagian samping dari sensor PIR

ditambahkan karton agar sensor dapat mendeteksi secara fokus. Sehingga sensor dapat

mendeteksi dengan jangkauan yang dapat dilihat di tabel 4.1.

Tabel 4.1. Jangkauan sensor PIR

No Jangkauan (m) Kondisi Sensor PIR Kondisi Pintu Pagar

1 0 Mendeteksi Buka

2 0,5 Mendeteksi Buka

3 1 Mendeteksi Buka



6 1,51 Tidak mendeteksi Tutup



9 2 Tidak mendeteksi Tutup


11 3 Tidak mendeteksi Tutup


55

4.2.6. Hasil Implementasi Rangkaian Sensor LDR

Pada pengendali Gorden input yang digunakan yaitu sensor LDR dengan

spesifikasi diameter sensor 5mm. Sensor LDR menggunakan rangkaian pembagi tegangan

dengan diberi sumber 5V yang bisa dilihat digambar 3.5. Posisi sensor ini diletakkan pada

bagian belakang tembok yang bisa dilihat di gambar 4.13. Sensor LDR ini mendeteksi tiga

kondisi yang berbeda-beda yaitu kondisi 1 (Buka penuh), kondisi 2 (Buka ½) , dan kondisi

3 (Tutup penuh) tergantung pada intensistas cahaya matahari (Lampu DC).

Gambar 4.13. Posisi sensor LDR

4.2.7. Hasil Implementasi Rangkaian Sensor UV

Pada pengendali lampu input yang digunakan berupa sensor UV dengan tipe

GUVA-S12D. Input ini dipasang dibagian belakang market yang dapat dilihat di gambar

4.14. Maksimal dari keluaran sensor ini sampai 100mV dengan sumber dari LED UV yang

kecerahannya dapat diatur melalui potensio. Total keluaran sensor dibagi menjadi lima

range dengan kondisi kecerahan yang berbeda-beda.

Gambar 4.14. Posisi sensor UV


56

4.2.8. Perangkat Keras Rangkaian Pembalik Arah Putaran Motor DC

Pada gambar 4.15 terdapat 2 buah relay di rangkaian pembalik arah putaran motor.

Rangkaian ini berfungsi untuk mengendalikan arah putaran motor ke arah CW dan CCW

yang rangkaian elektronis dapat dilihat di gambar 3.10. Rangkaian ini digunakan untuk

membuka dan menutup pengendali pintu pagar dan pengendali gorden.

Gambar 4.15. Tampilan perangkat keras rangkaian pembalik putaran motor

4.2.9. Perangkat Keras Rangkaian switch

Pada gambar 4.16 adalah rangkaian switch yang didalam rangkaian nya terdapat

satu buah relay 5V, resistor 56ohm, resistor 40 ohm, dan transistor BD139. Rangkaian ini

digunkan untuk sensor PIR dan Sensor Photodioda. Rangkaian ini sebagai penyaklar untuk

menggerakkan relay yang rangkaian elektronis dapat dilihat di gamabar 4.4.

Gambar 4.16. Tampilan perangkat keras rangkaian switch


57

4.3. Hasil Pengamatan Sistem

Bagian ini menjelaskan tentang hasil pengamatan sistem yang terdiri dari

pengamatan sistem utama dan sub sistem. Sistem utama terdiri dari pengamatan pengendali

lampu, pengamatan pengendali pintu pagar, dan pengamatan pengendali gorden. Pada sub

sistem pengamatan data diambil dengan cara mengukur tegangan pada setiap piranti input

dan piranti output.

4.3.1. Hasil Pengamatan Proses Login

Bagian ini menjelaskan proses login. Data diambil bedasarkan dari hasil percobaan.

Pada tampilan pertama pada HMI operator harus mengisi username dan password yang

telah ditentukan, apabila operator telah mengisi button pasword dan username dengan

benar maka button OK dapat ditekan dan melanjutkan ke tampilan kedua. Hasil

pengamatan proses login dapat dilihat di tabel 4.2.

Tabel 4.2. Tampilan HMI Proses login

No Keterangan Tampilan HMI

1 Layer pertama

dari tampilan HMI

atau kondisi

operator sebelum

masuk ke layer

kedua (animasi 3

objek).Harus

mengisi username

dan password

yang sudah

ditentukan.

2 Kondisi operator

memasukkan

username yang

sudah ditentukan

yaitu

“155114046”


58

Tabel 4.2. (Lanjutan) Tampilan HMI Proses login


3 Kondisi operator

memasukkan

password yang

telah ditentukan

yaitu “sanjaya”

4 Kondisi operator

telah

memasukkan

username dan

password

dengan benar,

maka tombol

“ok” dapat

ditekan apabila

ditekan maka

operator akan

masuk ke layer

kedua.

Bedasarkan dari hasil pengamatan pada saat percobaan proses login. Proses login di

tampilan HMI berjalan dengan baik dan mudah dilakukan oleh operator yang memiliki

akses. Proses login dibuat sesuai dengan perancangan yang dibuat di bab sebelumnya.

4.3.2. Data Proses Aktif Sistem

Pada bagian ini menjelaskan sistem keseluruhan dari proses aktif sistem. Data

diambil bedasarkan dari hasil percobaan. Percobaan yang dilakukan dengan cara operator


59

dapat menekan button pada HMI atau operator bisa menekan Push Button pada perangkat

keras. Proses aktif sistem ini ditandai oleh lampu pada HMI yang terdapat pada tampilan

kedua apabila lampu bewarna merah maka sistem dalam keadaan tidak aktif dan

sebaliknya apabila lampu bewarna hijau maka sistem dalam keadaan aktif. Hasil

pengamatan proses aktif sistem dapat dilihat di tabel 4.3.

Tabel 4.3. Tampilan HMI proses aktif dan non aktif sistem


1 Kondisi tombol

stop pada HMI

ditekan, maka

lampu sistem

akan bewarna

merah yang

artinya sistem

keadaan tidak

aktif

2 Kondisi tombol

start pada HMI

ditekan, maka

lampu sistem

bewarna hijau

yang artinya

sistem keadaan

aktif.

Bedasarkan dari hasil pengamatan pada saat percobaan proses aktif sistem. Buton

start dan stop di tampilan HMI dapat ditekan dan berjalan dengan baik pada saat

percobaan. Proses aktif sistem dibuat sesuai dengan perancangan yang dibuat di bab

sebelumnya.

4.3.3. Data Proses Pengendali Lampu

Pada bagian ini menjelaskan sistem keseluruhan dari proses pengendali lampu.

Data diambil bedasarkan dari hasil percobaan. Percobaan ini dilakukan dengan cara

memberi kecerahan yang berbeda-beda. Apabila range fluks cahaya led dari 0 lux sampai

48 lux maka kecerahan lampu menyala pada kondisi 100%. Apabila range fluks cahaya led

dari 49 lux sampai 63 lux maka kecerahan lampu menyala pada kondisi 75%. Apabila

range fluks cahaya led dari 64 lux sampai 99 lux maka kecerahan lampu menyala pada


60

kondisi 50%. Apabila range fluks cahaya led dari 100 lux sampai 182 lux maka kecerahan

lampu menyala pada kondisi 25%. dan apabila range fluks cahaya led lebih dari 182 lux

maka kecerahan lampu menyala pada kondisi 0%. Pengendali lampu dapat bekerja pada

kecerahan 100%, 75%, 50%, 25%, dan 0% menyesuaikan range intensitas cahaya yang

dapat dilihat di tabel 4.4. Data tampilan HMI pengendali lampu dapat dilihat di tabel 4.5.

Tabel 4.4. Data proses input pengendali lampu

No

Intensitas

cahaya LED

UV (lux)

Tegangan

keluaran

sensor (mV)

ADC

keluaran

sensor

DAC

keluaran

TM3AM6

Kondisi

lampu

Warna

Lampu

di HMI

1 0 0 0 8500 100% 2 41 2,6 0 8500 100% 3 48 19,5 0 8500 100% 4 49 22,2 2 7500 75%

5 56 26,9 2 7500 75%

6 63 32,5 2 7500 75%

7 64 34,1 4 7000 50%

8 82 39,2 5 7000 50%

9 99 72,8 5 7000 50%

10 100 73,1 7 6500 25% 11 160 94,2 9 6500 25% 12 182 101 9 6500 25% 13 183 102 10 0 0% 14 203 108,4 11 0 0%

Tabel 4.5. Tampilan HMI proses pengendali lampu


1 Kondisi lampu

dalam kecerahan

100% dengan

warna lampu pada

HMI sesuai dengan

warna pada control

panel.


61

Tabel 4.5. (Lanjutan) Tampilan HMI proses pengendali lampu


2 Kondisi lampu

dalam

kecerahan 75%

dengan warna

lampu pada

HMI sesuai

dengan warna

pada control

panel.

3 Kondisi lampu

dalam

kecerahan 50%

dengan warna

lampu pada

HMI sesuai

dengan warna

pada control

panel.

4 Kondisi lampu

dalam

kecerahan 25%

dengan warna

lampu pada

HMI sesuai

dengan warna

pada control

panel.


62

Tabel 4.5. (Lanjutan) Tampilan HMI proses pengendali lampu


5 Kondisi lampu

dalam

kecerahan 0%

dengan warna

lampu pada

HMI sesuai

dengan warna

pada control

panel.

Bedasarkan dari hasil pengamatan pada saat percobaan proses pengendali lampu.

Lampu dapat menyala di semua kondisi, walaupun pada saat pengambilan data sedikit

mengalami kesulitan dikarenakan sumber kecerahan dari LED UV hanya dapat terbaca

maksimal 100 mV oleh sensor UV. Sehingga range pada ladder jaraknya dekat, maka pada

saat data tidak stabil kondisi lampu dapat berganti-ganti.

4.3.4. Data Proses Pengendali Pintu Pagar

Pada bagian ini menjelaskan sistem keseluruhan dari pengendali pintu pagar. Data

diambil bedasarkan dari hasil percobaan. Percobaan ini dilakukan dengan memberi

gerakan (1) pada area sensor sehingga kondisi pintu pagar membuka dan apabila pada area

sensor tidak mendeteksi (0) adanya gerakan maka pintu pagar akan menutup jangkauan

sensor mendeteksi dapat dilihat di tabel 4.12. Waktu yang ditempuh pada saat pintu pagar

membuka dan menutup sekitar 18,13 detik sampai menyentuh limit switch buka maupun

tutup. Pengendali pintu pagar dapat bekerja buka dan tutup menyesuaikan sensor

mendeteksi atau tidak mendeteksi dapat dilihat di tabel 4.6. Tampilan HMI pengendali

pintu pagar berupa animasi pada saat pintu pagar membuka dan menutup dapat dilihat di

tabel 4.7.

Tabel 4.6. Data proses input pengendali pintu pagar

No Kondisi Sensor Keluaran

PIR (Volt)

Keluaran

Switch (Volt)

Kondisi

pintu

pagar

KET

1 Mendeteksi (1) 3,84 4.80 Buka (CW) Relay aktif

2 Tidak Mendeteksi (0) 0 0 Tutup

(CCW)

Relay tidak

aktif


63

Tabel 4.7. Tampilan HMI proses pengendali pintu pagar

No Keterangan Tampilan HMI dan Perangkat Keras

1 Kondisi awal Pintu

pagar dalam

keadaan tutup yang

artinya sensor tidak

mendeteksi ada

gerakan.

2 Kondisi pintu pagar

dalam keadaan

buka, sensor

mendeteksi orang

berada di luar

gerbang yang

menuju masuk.


dalam keadaan

tutup, sensor tidak

mendeteksi karena

orang sudah berada

di dalam gerbang.


dalam keadaan

buka, sensor

mendeteksi orang

berada di dalam

gerbang yang

menuju keluar.


64

Tabel 4.7. (Lanjutan) Tampilan HMI proses pengendali pintu pagar

No Keterangan Tampilan HMI dan Perangkat Keras


dalam keadaan

tutup, sensor tidak

mendeteksi karena

orang sudah berada

di luar gerbang.

Bedasarkan dari hasil pengamatan pada saat percobaan proses pengendali pintu

pagar. Proses pengendali pintu pagar dapat berjalan dengan baik dan tampilan animasi

pintu pagar pada HMI bekerja sesuai dengan kondisi realtime pintu pagar. Walaupun

terkadang tampilan pintu pagar pada HMI saat membuka sedikit melenceng dari kondisi

realtime. Dikarenakan adanya slip (motor DC bergerak tetapi pintu tidak berjalan) pada

saat menggerakkan pintu pagar sehingga pada saat pintu pagar sudah menekan limit switch

tampilan HMI belum sampai.

4.3.5. Data Proses Pengendali Gorden

Pada bagian ini menjelaskan sistem keseluruhan dari pengendali Gorden. Data

diambil bedasarkan hasil percobaan. Percobaan ini dilakukan dengan mencoba masing

masing dari setiap kondisi, apabila range fluks cahaya lampu dari 0 lux sampai 153 lux

maka kondisi gorden pada kondisi tiga (tutup penuh), apabila range fluks cahaya lampu

dari 154 lux sampai 1,063 lux maka kondisi gorden pada kondisi dua (buka ½), dan apabila

range fluks cahaya lampu lebih dari 1,180 lux maka kondisi gorden pada kondisi satu

(buka penuh). Pengendali gorden dapat bekerja pada kondisi tutup penuh, buka ½, dan

buka penuh menyesuaikan range intensitas cahaya yang dapat dilihat pada tabel 4.8. Data

tampilan HMI pengendali gorden dapat dilihat di tabel 4.9.

Tabel 4.8. Data proses input pengendali gorden

No Intensitas Cahaya

(lux)

Tegangan keluaran

Sensor LDR (V) Kondisi Gorden

1 0 0 K3 (Tutup Penuh)

2 89 0,499 K3 (Tutup Penuh)


4 113 0,660 K3 (Tutup Penuh)


6 154 1,58 K2 (Buka ½)

7 189 1,659 K2 (Buka ½)

8 931 2,749 K2 (Buka ½)


65

Tabel 4.8. (Lanjutan) Data proses input pengendali gorden

No Intensitas Cahaya

(lux)

Tegangan keluaran

Sensor LDR (V) Kondisi Gorden

9 1,063 3,000 K2 (Buka ½)

10 1,180 3,026 K1 (Buka penuh)

11 1,353 3,037 K1 (Buka penuh)

12 1,992 3,317 K1 (Buka penuh)

Tabel 4.9. Tampilan HMI proses pengendali gorden


1 Kondisi gorden

pada saat start

dalam kondisi 3

(Tutup penuh).

2 Kondisi gorden ke

kondisi 2 (Buka

1/2). Arah putaran

motor CCW

3 Kondisi gorden ke

kondisi 1 (Buka

penuh). Arah

putaran motor

CCW


66

Tabel 4.9. (Lanjutan) Tampilan HMI proses pengendali gorden


4 Kondisi

gorden ke

kondisi 2

(Buka 1/2 ).

Arah putaran

motor CW

5 Kondisi

gorden ke

kondisi 3

(Tutup

penuh). Arah

putaran motor

CW

Bedasarkan dari hasil pengamatan pada saat percobaan proses pengendali gorden.

Proses pengendali gorden dapat berjalan dengan baik dan tampilan animasi gorden pada

HMI bekerja sesuai dengan kondisi realtime gorden.

4.4. Implementasi Perangkat Lunak

Pada perangkat lunak ini terdapat ladder tombol start dan stop di HMI, ladder

pengendali pintu pagar, ladder pengendali lampu, ladder pengendali gorden dan tampilan

HMI

4.4.1. Tombol Start Dan Stop Di HMI

Pada ladder tombol start di HMI menggunakan alamat memori %M0 dan tombol

stop di HMI menggunakan alamat memori %M1 yang dapat dilihat di gambar 4.17. Fungsi

dari tombol start dan stop ini untuk menjalankan dan mematikan sistem kerja dari HMI.

Ladder pada tombol start dan stop ini menggunakan latching, apabila tombol start ditekan

maka sistem akan berjalan dan sistem akan tetap berjalan walaupun tombol start dalam


67

kondisi tidak ditekan, apabila tombol stop ditekan maka sistem akan berhenti. Tombol start

dan stop di HMI dapat dilihat pada gambar 4.18.

Gambar 4.17. Ladder tombol start dan stop di HMI

Gambar 4.18. Tombol start dan stop di HMI

4.4.2. Ladder Pendeteksi Kondisi Gorden

Untuk mengendalikan gorden diperlukan motor DC untuk menggulung gorden.

Motor DC bekerja sesuai dengan timer yang ditentukan, yang setiap kondisi gorden

bekerja dengan timer yang berbeda-beda yang dapat dilihat di gambar 3.19. Gambar pada

4.19 menunjukan ladder untuk sensor photodioda yang berfungsi untuk mendeteksi gorden

pada kondisi mana. Sebagai contoh apabila sensor PD bawah (%I0.6) dan sensor PD atas

(%I0.5) terhalang atau bernilai nol maka kondisi gorden pada kondisi tiga (Tutup penuh).


68

Gambar 4.19. Ladder pendeteksi gorden

4.4.3. Ladder Output Analog

Pada keluaran analog alamat yang digunakan yaitu QW1.0. Tegangan pada

keluaran analog dapat ditentukan dengan maksimal tegangan yang dikeluarkan 10V,

apabila di ladder ditentukan 6500 maka tegangan yang dikeluarkan QW1.0 sebesar 6,5V.

Ladder keluaran analog dapat dilihat di gambar 4.20.

Gambar 4.20. Ladder keluaran analog


69

4.4.4. Timer-TP (Timer pulse) Menggerakkan Motor DC

Pada ladder pengendali gorden motor dijalankan sesuai dengan timer yang

ditentukan. Tipe timer yang digunakan tipe TP (Timer pulse) yang bekerja selama timer

ditentukan. Ladder tipe TP dapat dilihat di gambar 4.21.

Gambar 4.21. Ladder timer tipe TP (Timer-pulse)

4.4.5. Proses Login

Pada layer pertama di tampilan HMI terdapat proses login. Operator harus

memasukan username dan password yang telah ditentukkan. Username yang ditentukan

yaitu “155114046” dan password yang ditentukan “sanjaya” apabila pengisisan username

dan password benar maka button “OK” dapat ditekan. Pada button username menggunakan

tagname “$OperatorEntered” dan pada button password menggunakan tagname

$PasswordEntered yang dapat dilihat di gambar 4.22.

Gambar 4.22. Tagname password dan username


70

Pada button “ok” menggunakan dua tipe input yaitu action dan disable dapat dilihat

di gambar 4.23. Untuk menampilkan layer kedua menggunakan tipe input action yang

programnya dapat dilihat di gambar 4.24.

Gambar 4.23. Tipe input Script dan disable

Gambar 4.24. Script menampilkan layer kedua

Button “OK” dapat ditekan apabila access level bernilai 1998, agar access level

bernilai 1998 harus mengisi username dan password dengan benar. Pada expression

dituliskan access level yang dapat dilihat di gambar 4.25.


71

Gambar 4.25. Tipe disable

Pada layer kedua terdapat button Logout menggunakan tipe input action. Berfungsi

untuk kembali ke layer sebelumnya (Menu utama) dan mereset username dan password.

Sehingga button “ok” tidak dapat ditekan dan operator wajib mengisi kembali username

dan password dengan benar. Program reset pada baris pertama memanggil “Logoffresult”,

program pada baris kedua berfungsi mengkosongkan Logoff, dan program pada baris

ketiga berfungsi menampilkan “menu utama”. Program reset dapat dilihat di gambar 4.26.

Gambar 4.26. Program reset di button logout


72

4.4.6. Script Animasi Pengendali Gorden

Program untuk pengendali gorden di window script dapat dilihat di gambar 4.27.

Program berfungsi untuk mengkondisikan tampilan awal pada saat di runtime. Pada

properties percent fill gorden value at max fill diatur 100 sehingga kondisi awal saat di

runtime gorden tutup penuh apabila sebaliknya value at max fill diatur 0 maka kondisi awal

gorden saat di runtime buka penuh.

Gambar 4.27. Window script pengendali gorden

Program gorden pada saat buka dapat dilihat di gambar 4.28. Program berfungsi

untuk membuka gorden dengan mengurangi 1 nilai max fill setiap 3 Msec pada tagname

“GORDEN”.

Gambar 4.28. Program buka gorden

Program gorden pada saat tutup dapat dilihat di gambar 4.29. Program berfungsi

untuk menutup gorden dengan menambah 1 nilai max fill setiap 3 Msec pada tagname

“GORDEN”.

Gambar 4.29. Program tutup gorden

4.4.7. Script Animasi Pengendali Pintu Pagar

Program untuk pengendali Pintu pagar di window script dapat dilihat di gambar

4.30. Program berfungsi untuk mengkondisikan tampilan awal pada saat di runtime. Pada

properties location pintu pagar value at left end diatur 0 sehingga posisi pintu pagar pada

saat runtime pada posisi awal atau tutup penuh.

Gambar 4.30. Window script pengendali pintu pagar


73

Program pintu pagar pada saat buka dapat dilihat di gambar 4.31. Program

berfungsi untuk membuka pintu pagar dengan menambah 1 nilai at left end setiap 185

Msec pada tagname “PINTUPAGAR”.

Gambar 4.31. Program buka pintu pagar

Program pintu pagar pada saat tutup dapat dilihat di gambar 4.32. Program

berfungsi untuk menutup pintu pagar dengan mengurangi 1 nilai at left end setiap 185

Msec pada tagname “PINTUPAGAR”.

Gambar 4.32. Program tutup pintu pagar

4.4.8. Tagname Dictionary

Bagian ini berisi tentang tagname yang digunakan di dalam pembuatan HMI.

Penggunaan tagname sesuai dengan alamat memori PLC pada perancangan dan terdapat

penambahan tagname. Tagname yang dipakai dapat dilihat di tabel 4.10.


74

Tabel 4.10. Tagname yang digunakan di HMI

No Tagname Type Item Alamat di PLC

1 $OperatorEntered System Message - -

2 $PasswordEntered System Message - -

3 Aktif Sistem I/O Discrete 000003 %M2

4 Start I/O Discrete 000001 %M0

5 Stop I/O Discrete 000002 %M1

6 Buka Gorden I/O Discrete 000024 %M23

7 Tutup Gorden I/O Discrete 000023 %M22

8 Buka Pintu Pagar I/O Discrete 000025 %M24

9 Tutup Pintu Pagar I/O Discrete 000026 %M25

10 Lampu I/O Interger 400001 %MW0

11 Gorden I/O Interger 400002 %MW1

12 Pintu Pagar I/O Interger 400003 %MW2

4.5. Komunikasi Via Ethernet Dan Konfirgurasi Tagname

Pada bagian ini akan dibahas mengenai sistem komunikasi antara PLC dengan HMI

melalui Ethernet dan konfirgurasi pembuatan tagname.

4.5.1. Konfigurasi I/O Server Pada MBENET dan InTouch

Mbenet berfungsi untuk menghubungkan alamat I/O maupun memori antara PLC

dengan HMI. Operator wajib membuat topic definition pada software mbenet dan di

setting. Topic name dapat diisi apapun sesuai keinginan operator, IP address diisi sesuai

dengan IP PLC, dan slave device type di setting Quantum (6 digit Address). Hasil setting

topic definition dapat dilihat di gambar 4.33.

Gambar 4.33. Hasil pengaturan topic definition pada MBENET


75

Setelah membuat topic definition pada software mbenet. Operator kemudian

membuat access name pada software intouch. Operator dapat mengisi access name apapun

sesuai yang diinginkan, application name diisi kata “MBENET”, dan topic name diisi

sesuai dengan topic name yang dibuat di software mbenet. Hasil pengaturan access names

pada Wonderware InTouch dapat dilihat di gambar 4.34.

Gambar 4.34. Hasil pengaturan access names pada Wonderware InTouch

4.5.2. Konfigurasi Alamat IP Pada PLC

Komunikasi antara PLC dengan komputer dilakukan melalui jaringan ethernet.

supaya PLC dapat melakukan komunikasi dengan komputer, maka perlu dilakukan

pengaturan alamat ip pada aplikasi SoMachineBasic. Operator dapat mengisi alamat ip

sesuai dengan yang diinginkan jika sudah selesai klik Apply maka alamat ip PLC otomatis

terganti dengan yang baru. Hasil konfirgurasi alamat ip PLC dapat dilihat di gambar 4.35.

Gambar 4.35. Hasil konfirgurasi alamat IP PLC


76

4.5.3. Konfigurasi Pengaturan Tagname

Berikut pembuatan tagname pada software wonderware intouch seperti berikut :

1. Pilih menu “Spesial” seperti pada gambar 4.36.

2. Pilih “Tagname Dictionary”

Gambar 4.36. Konfirgurasi pengaturan tagname

3. Pilih menu “New”(apabila tagname belum ada) seperti pada gambar 4.37.

4. Isi nama tagname.

5. Pilih type tagname.

6. Pilih access name yang sudah dibuat.

7. Item diisi bedasarkan tipe memori pada PLC, apabila tipe memori bit maka item diisi

“000000” dan apabila memori word maka item diisi dengan “400000”.

8. Alamat memori diisi pada digit paling kanan dan ditambah 1, misalkan pada alamat

memori %M0 maka item diisi “000001” dan apabila pada alamat memori %MW0 maka

item diisi “400001”.

Gambar 4.37. Konfirgurasi pengaturan tagname


77

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Bedasarkan hasil penelitian “SCADA Sebuah Smarthome Untuk Pengendali

Lampu, Pengendali Pintu Pagar Rumah, Dan Pengendali Gorden Berbasis PLC Schneider

M221” dapat disimpulkan :

1. Dari data pengendali gorden, gorden dapat bekerja pada kondisi gorden tutup penuh,

buka 1/2 , dan buka penuh. Apabila range intensitas cahaya dari 0 Lux sampai 153

Lux maka kondisi gorden tutup penuh.

2. Dari data pengendali pintu pagar, pintu pagar dapat bekerja buka dan tutup. Apabila

sensor mendeteksi maka pintu pagar akan buka.

3. Dari data pengendali lampu, lampu dapat bekerja pada kecerahan 100%, 75%, 50%,

25%, dan 0%. Apabila range intensitas cahaya dari 0 Lux sampai 48 Lux maka

kecerahan lampu 100%.

4. Tampilan HMI pengendali lampu, animasi warna lampu di HMI dapat berubah-ubah

menyesuaikan kecerahan tertentu. Tampilan HMI pengendali pintu pagar, animasi

pintu di HMI dapat buka dan tutup. Tampilan HMI pengendali gorden, animasi

gorden dapat buka penuh, buka ½, dan tutup penuh.

5.2. Saran

Setelah melakukan penelitian terdapat beberapa saran untuk penelitian selanjutnya,

yaitu :

1. Pengendali pintu pagar dapat dikembangkan agar tidak semua orang dapat masuk,

melainkan hanya orang yang memiliki akses saja bisa masuk.

2. HMI dapat dikembangkan agar operator memiliki akses untuk mengendalikan

objek-objek langsung dari HMI.


78

DAFTAR PUSTAKA

[1] A. J. hakim, 2015. [Online]. Available:

https://www.slideshare.net/Uofa_Unsada/prototype-smart-home-dengan-konsep-

internet-of-thing-iot-menggunakan-arduino-berbasis-web. [Accessed 10 Maret 2019].

[2] "rifqi-on com," [Online]. Available: http://www.rifqion.com/menulis/scada-dan-plc/.

[Accessed 10 Maret 2019].

[3] B. T. Apriyanto. [Online]. Available:

https://repository.usd.ac.id/6713/2/125114028_full.pdf. [Accessed 17 Desember

2018].

[4] "immersa lab," 1 Maret 2018. [Online]. Available: http://www.immersa-

lab.com/teknologi-smarthome-dan-manfaatnya.htm. [Accessed 8 Februari 2019].

[5] kitoma indonesia, "kitoma indonesia," kitoma indonesia, [Online]. Available:

http://www.kitomaindonesia.com/article/16/programmable-logic-controller.

[Accessed 8 Februari 2019].

[6] Schneider Electric, Modicon M221 Logic Controller Hardware Guide, pp. 201-206,

2018.

[7] Schneider Electric, "Struktur Object Memory PLC M221, SoMachine Basic,"

[Online]. Available: https://www.schneider-electric.com. [Accessed 12 April 2019].

[8] H. Wicaksono, PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER Teori, Pemrograman

dan Aplikasinya dalam Otomasi Sistem, Yogyakarta: GRAHA ILMU, 2009.

[9] [Online]. Available: http://eprints.polsri.ac.id/2088/3/BAB%20II.pdf. [Accessed 8

Februari 2019].

[10] SEED STUDIO, "SEED STUDIO," 20 September 2015. [Online]. Available:

http://www.mouser.com/catalog/specsheets/Seeed_101020043.pdf. [Accessed 22

Februari 2019].

[11] Electroschematic, "GUVA-S12SD UV Sensor Module & Circuit," [Online].

Available: https://www.electroschematics.com/11509/guva-s12sd-uv-sensor-module-

circuit/. [Accessed 19 juli 2019].

[12] Elektronika Dasar, "Elektronika Dasar," 2 September 2012. [Online]. Available:

http://elektronika-dasar.web.id/sensor-cahaya-ldr-light-dependent-resistor/. [Accessed

11 Februari 2019].

[13] Immersa LAB, "Immersa LAB," 27 Februari 2018. [Online]. Available:

http://www.immersa-lab.com/pengertian-sensor-ldr-fungsi-dan-cara-kerja-ldr.htm.



79

[14] T. D. SUYADHI, "ROBOTICS UNIVERSITY," 3 Oktober 2014. [Online]. Available:

http://www.robotics-university.com/2014/10/light-dependent-resistor-ldr.html.


[15] E-BELAJAR ELEKTRONIKA, "E-BELAJAR ELEKTRONIKA," 24 Oktober 2019.

[Online]. Available: http://e-belajarelektronika.com/sensor-gerak-pir-passive-infra-

red/. [Accessed 11 Februari 2019].

[16] L. Ada, "PIR motion sensor," 22 September 2018. [Online]. Available: https://cdn-

learn.adafruit.com/downloads/pdf/pir-passive-infrared-proximity-motion-sensor.pdf.


[17] S. 30 Oktober 2015. [Online]. Available: http://blog.unnes.ac.id/antosupri/limit-

switch-saklar-pembatas/. [Accessed 12 Februari 2019].

[18] T. Jatmiko, "GURARU," 25 September 2013. [Online]. Available:

http://guraru.org/guru-berbagi/pengendali-lampu-pijar-menggunakan-limit-switch/.


[19] A. Purnama, "ELEKTRONIKA DASAR," 3 Januari 2019. [Online]. Available:

http://elektronika-dasar.web.id/limit-switch-dan-saklar-push-on/. [Accessed 12

Februari 2019].

[20] "BELAJAR ELEKTRONIKA," 23 Juli 2017. [Online]. Available:

http://belajarelektronika.net/pengertian-motor-dc-fungsi-dan-prinsip-kerjanya/.


[21] IMMERSA LAB, "IMMERSA LAB," 2 Maret 2018. [Online]. Available:

http://www.immersa-lab.com/pengertian-relay-fungsi-dan-cara-kerja-relay.htm.


[22] H. Wicaksono, Dasar-dasar Pemrograman SCADA Software dengan Wonderware In

Touch, Yogyakarta: GRAHA ILMU, 2012.

[23] T. P. A. Setiyani and M. , "PEMBELAJARAN SCADA BAGI MAHASISWA

TEKNIK ELEKTRO UNTUK MENJAWAB TANTANGAN DAN PELUANG

REVOLUSI INDUSTRI 4.0," Seminar Nasional Riset dan Teknologi Terapan 2018

(RITEKTRA 2018), pp. 2-3, 2017.

[24] Invensys Systems, Inc, "Wonderware Modicon MODBUS Ethernet I/O Server,"

September 2003. [Online]. Available: https://www.logic-control.com. [Accessed 11

April 2019].

[25] Schneider Electric, "TM3AM6," [Online]. Available: https://www.schneider-

electric.com. [Accessed 12 Juni 2019].

[26] R. L. B. L. Nashelsky, "Electronic Devices and Circuit Theory Tenth Editionl,"

ACADEMIA, [Online]. Available: https://www.academia.edu/11918894l. [Accessed

21 juli 2019].


80

[27] D. Kho, "Pengertian Transistor Darlington dan Konfigurasinya," teknik elektronika,

[Online]. Available: https://teknikelektronika.com/pengertian-transistor-darlington-

konfigurasi-transistor-darlington/. [Accessed 21 juli 2019].


81

LAMPIRAN


L-1

Lampiran 1. Ladder PLC


L-2


L-3


L-4


L-5


L-6

Lampiran 2. Komunikasi Ethernet

Pada bagian ini akan dibahas mengenai sistem komunikasi antara PLC dengan HMI

melalui ethernet. Adapun tahap-tahap yang dilakukan adalah sebagai berikut :

Konfigurasi I/O Server Pada MBENET

Mbenet berfungsi untuk menghubungkan alamat I/O maupun memori antara PLC

dengan HMI. Berikut langkah-langkah yang dilakukan supaya komunikasi antara PLC dan

HMI dapat berjalan dengan baik :

1. Buka aplikasi MBENET.

2. Pilih topic definition pada menu configure yang terdapat pada pojok kiri atas, seperti

pada gambar lampiran 1.

Gambar Lampiran 1

3. Kemudian akan terlihat definisi topik yang sudah pernah dibuat atau kosong jika belum

pernah membuat. Terdapat beberapa opsi yang dapat digunakan yaitu membuat topik

definisi baru, memodifikasi topik definisi yang sudah ada, dan menghapus topik

definisi. Dapat dilihat pada gambar lampiran 2.

Gambar Lampiran 2

4. Selanjutnya lakukan pengaturan seperti pada gambar lampiran 3 dengan topic name

sesuai keinginan masing-masing dan alamat ip yang digunakan adalah alamat ip pada

PLC.


L-7

Gambar Lampiran 3

Konfigurasi I/O Server Pada InTouch

Berikut merupakan langkah-langkah konfigurasi komunikasi HMI dengan

MBENET:

1. Buka aplikasi Wonderware InTouch.

2. Pilih access names pada menu special, seperti pada gambar lampiran 4.

Gambar Lampiran 4


L-8

3. Akan terlihat tampilan nama access names yang sudah pernah dibuat sebelumnya dan

akan terlihat kosong jika belum pernah dibuat. Terdapat beberapa opsi yaitu

membuat/menambahkan access names baru, memodifikasi access names, dan

menghapus access names. Dapat dilihat pada gambar lampiran 5.

Gambar Lampiran 5

4. Selanjutnya lakukan pengaturan seperti pada gambar lampiran 6 dengan nama access

sesuai dengan yang diinginkan dan nama topik sesuai dengan yang sudah dibuat pada

MBENET.

Gambar Lampiran 6

Konfigurasi Alamat IP Pada PLC

Komunikasi antara PLC dengan komputer dilakukan melalui jaringan ethernet.

supaya PLC dapat melakukan komunikasi dengan komputer, maka perlu dilakukan

pengaturan alamat ip pada aplikasi SoMachineBasic seperti berikut :

1. Buka aplikasi SoMachineBasic.


L-9

2. Pilih menu configuration, kemudian gantilah tipe PLC (M221 Logic Controller)

menjadi TM221CE24R dan pilih modul tambahan TM3AM6 seperti pada gambar

Lampiran 7.

Gambar Lampiran 7

3. Pilih menu ETH1, kemudian pilih opsi Fixed IP address dan isikan alamat ip sesuai

dengan yang diinginkan jika sudah selesai klik Apply maka alamat ip PLC otomatis

terganti dengan yang baru. Dapat dilihat pada gambar Lampiran 8.

Gambar Lampiran 8


L-10

Lampiran 3. Wiring Diagram Keseluruhan


scada sebuah smarthome untuk pengendali ...8. para sahabat “gaple gaple sekaban” yang selalu...

Documents