SIMULASI PENGONTROLAN RAMBU LALU LINTAS

MENGGUNAKAN PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC)

DENGAN SOFTWARE UNITY DAN VIJEO CITECT

MURSYALLIM

105097003209

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2010

iii

Abstrak

Sebuah programmable logic controller (PLC) atau pengontrol yang

dapat diprogram adalah komputer digital yang digunakan untuk

otomatisasi proses elektromekanis, seperti kontrol mesin pada jalur

perakitan pabrik, rides hiburan, atau perlengkapan pencahayaan. PLC

digunakan di banyak industri dan mesin. Tidak seperti komputer tujuan

umum, maka PLC dirancang untuk beberapa masukan dan pengaturan

output, suhu berkisar diperpanjang, kekebalan terhadap noise listrik, dan

ketahanan terhadap getaran dan dampak. Program untuk mengendalikan

operasi komputer biasanya disimpan dalam memori yang didukung baterai

atau non-volatile. Sebuah PLC adalah contoh dari sistem real time sejak

hasil output yang dihasilkan harus dalam menanggapi masukan dalam

kondisi waktu yang terbatas, operasi jika tidak akan menghasilkan

iv

Abstract

A programmable logic controller (PLC) or programmable

controller is a digital computer used for automation of electromechanical

processes, such as control of machinery on factory assembly lines,

amusement rides, or lighting fixtures. PLCs are used in many industries

and machines. Unlike general purpose computer, the PLC is designed for

multiple input and output arrangement, extended temperature ranges,

immunity to electrical noise, and resistance to vibration and impact.

Programs to control machine operation are typically stored in battery-

backed or non-volatile memory. A PLC is an example of a real time system

since output result must be produced in response to input conditions

within a bounded time, otherwise unintended operation will result.

i

KATA PENGANTAR

Assalaamu’alaikum Wr.Wb.

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada penulis sehingga

skripsi yang berjudul: Perancangan Simulasi Sistem Kontrol

Rambu Lalu Lintas Menggunakan Programmable Logic

Controller (PLC) pada Software Untiy Pro XL 3.0 dan Vijeo

Citect V 7.0 dapat diselesaikan dengan baik.

Dalam pengerjaan tugas akhir ini, rintangan dan cobaan datang

silih berganti. Semua itu hampir membuat penulis patah semangat dan

menyerah untuk menyelesaikan skripsi ini. Tetapi semua itu dapat

penulis lalui berkat petunjuk dari Allah SWT dan berkat bimbingan,

bantuan dan dukungan, serta dorongan semangat dari berbagai pihak.

Untuk itu, dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan terima kasih

dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada

1. Keluarga yang telah mendoakan, menyemangati dan

mendukung penulis siang dan malam.

2. Bapak Arif Tjahjono, S.T., M.Si., Dosen Pembimbing I

penulis, terima kasih atas pengertian dan bimbingan yang

sangat berharga.

3. Ibu Elvan Yuniarti, M.Si., Dosen Pembimbing II penulis,

terima kasih atas pengertian dan bimbingan yang sangat

berharga.

4. Sahabat seperjuangan Fisika Konsentrasi Instrument 2005

Saudara Rismal Bachri, Aris Zuhdi, Haykal, Adhie, dan

Taufik.

ii

5. Direktur Utama PT. Gerindo Rika Gemilang (GRG) Bapak

Ir. Kamil Husein yang selalu memberikan motivasi dalam

segala hal selama berada dalam lingkungan kantor PT. GRG

6. Seluruh Staff karyawan Engineering dan Teknisi PT. GRG

mas Endang, pak Engkur, mas Dani, mas Wildan, mas Lupy,

mas Leksa, mas Wawan, pak Ugih, pak Iwan, mas Yudi, ibu

Nita, pa Ridwan dan juga saudara Surya kebersamaan kalian

membentuk pribadi penulis lebih baik dari sebelumnya.

7. Sahabat seperjuangan Fisika Konsentrasi Geofisika dan

Material 2005 Saudari Lusiyana, Isti’ana, Iil, Nurhadi, Aris

Krisnawan, Rangga, Syahrul, Andrian dan yang lainnya.

8. Sahabat seperjuangan Prodi Fisika semester terdahulu dan

semester bawah yang selalu membantu baik secara real

ataupun non real, khususnya kepada saudara suhandono aji,

saudari sheila, karima , dan ikrima terima kasih atas

kebersamaannya.

Semoga segala bantuan yang telah diberikan kepada penulis

dibalas oleh Allah SWT dengan pahala yang besar. Amin.

Penulis meminta maaf atas segala kesalahan yang penulis

perbuat baik selama proses pengerjaan skripsi ini hingga penulisan

skripsi ini. Kritik dan saran yang bersifat membangun sangat penulis

harapkan untuk perbaikan dan kemajuan di masa mendatang. Terima

kasih.

Wassalaam mu’alaikum Wr. Wb.

Depok, 17 Desember 2010

Penulis

v

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ..................................................................... i

ABSTRAK ........................................................................................ iii

ABSTRACT ...................................................................................... vi

DAFTAR ISI ..................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ........................................................................ ix

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Permasalahan Penelitian .......................................................... 2

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

1.4. Batasan Penelitian .................................................................... 3

1.5. Manfaat Penelitian .................................................................... 3

1.6. Sistematika Penulisan ............................................................... 4

BAB II TEORI DASAR

2.1. Sensor LDR .............................................................................. 6

2.2. Element Sensing dan Tranmitter .............................................. 7

2.3. Sistem Konversi Sinyal ............................................................ 8

2.4. Sistem Bilangan ........................................................................ 8

vi

2.5. Gerbang Logika ........................................................................ 8

2.5.1. Gerbang Logika Dasar ........................................................ 9

2.5.2. Gerbang Logika Universal ................................................ 10

2.5.3. Kombinasi Gerbang Logika .............................................. 11

2.5.4. Latch ................................................................................. 12

2.5.5. Relay ................................................................................. 13

2.6. Programmable Logic Controller (PLC) .................................. 13

2.6.1. Prinsip Kerja PLC ............................................................. 15

2.6.2. Model Pemrograman PLC ................................................ 19

2.7. Perangkat Keras PLC dan Pendukungnya .............................. 20

2.7.1. Prosesor ............................................................................. 20

2.7.2. Unit Power Supply ............................................................ 21

2.7.3. Perangkat pemrograman ................................................... 21

2.7.4. Struktur dan Kapasitas Memori ........................................ 26

2.7.5. Organisasi dan interaksi Memori dengan

Sistem I/O ......................................................................... 26

2.8. Koneksi Peralatan dengan Modul I/O

Diskret pada PLC ................................................................... 28

2.8.1. Jenis Input PLC ................................................................. 28

2.8.2. Input Tegangan DC ........................................................... 32

2.8.3. Input Tegangan AC ........................................................... 33

2.8.4. Input Tegangan DC/AC .................................................... 34

2.8.5. Jenis Output PLC .............................................................. 35

2.9. Peralatan/Sensor Tiga Terminal ............................................. 36

2.9.1. Sourching Sensor ................................................................ 36

2.9.2. Sinking Sensor .................................................................... 38

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ................................................ 39

3.2. Bahan dan Peralatan Penelitian .............................................. 39

3.3. Tahapan Penelitian ................................................................. 39

3.3.1. Kondisi-kondisi Rambu Lalu Lintas ................................. 41

3.3.2. Konsep dasar perancangan sistem

rambu lalu lintas tiga arah ................................................ 42

3.3.3. Perancangan Program ....................................................... 46

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Konsep Kerja LDR ................................................................. 59

4.2. Perancangan program Unity Pro ............................................ 60

4.2.1. Pola Rambu Normal .......................................................... 61

4.2.2. Pola Rambu Kereta ........................................................... 66

4.2.3. Pola Rambu Padat ............................................................. 67

4.3. Perancangan Program Vijeo Citect ........................................ 67

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan ............................................................................. 78

5.2. Saran ....................................................................................... 78

DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………... 79

LAMPIRAN ……………………………………………………….. 81

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Simbol operasi gerbang logika ................................... 10

Gambar 2.2. Gerbang logika universal ........................................... 11

Gambar 2.3. Skema dekoder dan enkoder ..................................... 11

Gambar 2.4. Ilustrasi rangkaian mekanik yang ekuivalen dengan

multiplexer dan demultiplexer ................................. 12

Gambar 2.5. Skema alur PLC ..................................................... 16

Gambar 2.6. Koneksi peralatan luar dengan

modul input ............................................................ 29

Gambar 2.7. Ilustrasi rangkaian internal yang menghubungkan setiap

terminal Input dengan terminal common .................. 30

Gambar 2.8. Rangkaian pada modul input PLC tipikal untuk jenis

masukan tegangan DC ................................................ 32

Gambar 2.9. Koneksi peralatan luar dengan modul input PLC jenis

input DC ................................................................ 33

Gambar 2.10.Rangkaian pada modul input PLC tipikal untuk jenis

masukan tegangan AC ............................................. 34

Gambar 2.11.Koneksi peralatan luar dengan modul input PLC jenis

input AC ................................................................ 34

Gambar 2.12.Rangkaian pada modul input PLC tipikal untuk jenis

masukan tegangan AC/DC ......................................... 35

Gambar 2.13.Koneksi peralatan luar dengan modul input PLC jenis

input AC/DC .......................................................... 35

Gambar 2.14.Sensor jenis sourching/PNP ...................................... 37

Gambar 2.15.Sensor jenis sinkin/NPN .......................................... 38

Gambar 3.1. Bagan alur perancangan system rambu

lalu lintas ................................................................ 40

Gambar 3.2. Kondisi arah utara terbuka ......................................... 44

Gambar 3.3. Kondisi jalur kereta memotong jalur utara ................ 45

Gambar 3.4. Langkah memanggil program Unity Pro…................. 47

Gambar 3.5. Memulai program baru pada Unity Pro ..................... 48

Gambar 3.6. Pemilihan seri PLC ..................................................... 49

Gambar 3.7. Penamaan Project (penamaan sebuah program) ......... 49

Gambar 3.8. Tampilan sebuah PLC ............................................. 50

Gambar 3.9. Topological Address Module ................................... 51

Gambar 3.10.Module yang telah terisi .......................................... 52

Gambar 3.11.Tabel pengisian variable baik input

maupun output ......................................................... 52

Gambar 3.12.Pemilihan model pemrograman yang akan

digunakan .............................................................. 54

Gambar 3.13.Layar untuk pembuatan dengan model function block

diagram (FBD) ....................................................... 55

Gambar 3.14.Jendela untuk memanggil gerbang-gerbang atau

instruksi logika .......................................................... 55

Gambar 3.15.Pemanggilan program Vijeo Citect ........................... 56

Gambar 3.16.New Project Graphic ............................................. 57

Gambar 3.17.Penamaan New Project ........................................... 57

Gambar 3.18.Pemilihan tipe template Vijeo Citect ........................ 58

Gambar 3.19.Template Vijeo Citect ............................................... 58

Gambar 4.1. Penempatan Sensor LDR ......................................... 60

Gambar 4.2. Tampilan program yang digunakan dalam

Unity Pro ............................................................... 61

Gambar 4.3. Tampilan gerbang logika AND dan

funsinya .................................................................. 62

Gambar 4.4. Skema rangkaian reset PLC ....................................... 63

Gambar 4.5. Sistem setiap rambu dengan

beberapa gerbang logika .......................................... 65

Gambar 4.6. Kondisi dasar rambu

sebelum memulai ..................................................... 69

Gambar 4.7. Respon yang diberikan setelah menerima respon dari

sensor LDR .......................................................... 70

Gambar 4.8. Kondisi keadaan rambu saat kereta melalui

persimpangan .............................................................. 71

Gambar 4.9. Kondisi rambu menjelang akhir kereta melaju

persimpangan rambu ............................................... 72

Gambar 4.10.Keadaan untuk jalur utara terbuka kesegala arah baik

menuju barat maupun timur ....................................... 73

Gambar 4.11.Keadaan untuk jalur timur terbuka kesegala arah baik

menuju utara maupun barat ...................................... 74

Gambar 4.12.Keadaan hati-hati ................................................... 75

Gambar 4.13.Kesinergisan antara setiap

rambu lalu lintas ...................................................... 76

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan teknologi yang sedemikian pesat khususnya

dibidang transportasi menyebabkan tingginya angka pertumbuhan

kendaraan bermotor. Peningkatan pertumbuhan kendaraan bermotor

dari tahun ke tahun ini semestinya harus diimbangi dengan sarana dan

prasana yang harus memadai untuk kelancaran laju dari kendaraan

bermotor tersebut, namun ternyata kondisi sarana dan prasarana yang

tersedia untuk para pengguna jalan pada umumnya tidak dapat

menyeimbangi laju pertumbuhan kendaraan bermotor, sehingga

menimbulkan berbagai maslah terutama kepadatan disetiap jalur

transportasi, khususnya kawasan jalur transportasi di ibu kota Jakarta.

Melihat fenomena tersebut maka perlu dilakukan suatu tindakan

untuk memecahkan atau bahkan mengurangi masalah yang terjadi

pada jalur transportasi. Pemecahan masalah ini diharapkan dapat

memperbaiki sarana dan prasana yang sesuai dengan jumlah kendaraan

bermotor yang ada, atau mengurangi laju kepadatan dengan jalan

pengaturan jalur kendaaraan yang baik dengan pengaturan sistem

rambu lalu lintas yang respon terhadap berbagai kondisi yang ada.

2

Oleh karenanya, menjadi sangat penting untuk dilakukan penelitian

tentang penerapan sistem kontrol rambu lalu lintas terutama untuk

mengurangi tingkat kepadatannya, dalam hal ini akan dibuat simulasi

dengan tiga jalur untuk kendaraan bermotor dan tambahan satu jalur

yang memotong salah satu jalur rambu lalu lintas dengan

menggunakan Programmable Logic Controller (PLC).

1.2. Permasalahan Penelitian

Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan sebelumnya,

maka permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimanakah

merancang suatu sistem kontrol rambu lalu lintas tiga persimpangan

dengan permasalahan pada salah satu persimpangan terpotong oleh

jalur kereta yang dapat menyebabkan kondisi sistem rambu lalu lintas

terganggu bila kereta melaluinya dan kepadatan kendaraan bila dari

masing masing persimpangan tidak seimbang satu sama lainnya.

1.3. Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk membuat simulasi sistem kontrol

pada rambu lalu lintas di tiga arah persimpangan dengan berbagai

permasalahan dengan menggunakan software Unity Pro XL 3.0 dan

Vijeo Citect 7.0.

3

1.4. Batasan Penelitian

Pada penelitian ini hanya dibatasi mengenai beberapa hal yang

terkait dengan sistem kontrol rambu lalu lintas ini, yaitu:

1. Persimpangan rambu lalu lintas hanya memiliki tiga

persimpangan dengan posisi dari arah utara, barat dan

timur.

2. Posisi jalur kereta berada pada posisi memotong jalur utara

dan sejajar dengan arah barat maupun timur.

3. Permasalahan hanya melingkupi sistem kontrol pada tiga

persimpangan yang hanya memiliki jalur untuk satu

kendaraan roda empat dengan pendeteksi kendaraan berupa

sensor LDR.

4. Pemprograman control menggunakan software Unity dan

Vijeo Citect.

1.5. Manfaat Penelitian

Dengan adanya penelitian ini diharapkan dapat

mengkondisikan suatu kepadatan kendaraan pada setiap persimpangan

jalur utama yang sering kali terjadi kemacetan, sehingga dapat

mengurangi kemacetan yang berlarut-larut dengan berbagai

pengkondisian yang sesuai.

4

1.6. Sistematika Penulisan

Pada tugas akhir ini penulis menyertakan lima bab antara lain :

BAB I Pendahulaun

Pada bab ini terdiri dari latar belakang,permasalahan

penelitian, tujuan penelitian, batasan penelitian, manfaat

penelitian dan sistematika penulisan

BAB II Dasar Teori

Pada bab ini teridiri dari teori sistem bilangan, gerbang logika,

Programmable logic Controller (PLC), dan sistem kendali.

BAB III Metode Penelitian

Metodologi Studi pemikiran menggambarkan variable yang

menjadi fokus studi penelitian, hubungan antar variable dan

alur studi penelitian. Kerangka pemikiran ini penulis

menyajikan sebuah gambar, bagan alir, atau sketsa yang

menggambarkan rencana studi penelitian.

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada Pembahasan Studi Penelitian ini penulis menerangkan

segala sesuatunya yang berkaitan dengan Studi Penelitian yang

penulis kaji. Dari pemilihan judul, pengambilan konsep,

menyesuaiakan konsep kedalam simulasi, perancangan konsep

5

ke dalam simulasi lalu pembuatan program simulasi hingga

penyelesaian permasalahan - permasalahan simulasi.

BAB V Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan dan saran ini merupakan rangkuman utama dari

uraian-uraian yang dijelaskan pada BAB sebelumnya.

6

BAB II

Tinjauan Pustaka

2.1. Sensor LDR

Sensor cahaya berfungsi untuk mendeteksi cahaya yang ada

disekitar. Sensor yang terkenal untuk mendeteksi cahaya adalah sensor

LDR yaitu singkatan dari Light Dependent Resistor atau sensor yang

tergantung pada cahaya. LDR digunakan untuk merubah energi cahaya

menjadi energi listrik.

LDR merupakan sebuah sensor yang berbahan semikonduktor

yang dibuat dari cadmium selenoide dan timah sulfide. Sebuah Light

Dependent Resistor (LDR) terdiri dari sebuah piringan bahan

semikonduktor dengan dua buah elektroda pada permukaanya. LDR

tergantung pada cahaya, artinya nilai tahanannya akan berubah-ubah

bila terkena cahaya yang diterima.

Dalam gelap atau dibawah cahaya yang redup, bahan piringan

hanya mengandung elektron bebas dalam jumlah yang relatif sangat

kecil. Hanya tersedia sedikit electron bebas untuk mengalirkan muatan

listrik. Dengan kata lain, nilai tahanan bahan sangat tinggi.

Dibawah cahaya yang cukup terang, lebih banyak electron

yang melepaskan diri dari atom-atom semikonduktor ini. Terdapat

lebih banyak elektron bebas yang dapat mengalirkan muatan listrik.

7

Dalam keadaan ini, bahan bersifat sebagai konduktor yang baik.

Semakin terang cahaya yang mengenai permukaan bahan

semikonduktor LDR, maka semakin banyak pula elektron bebas yang

tersedia dan semakin rendah pula tahanan listrik bahan.

2.2. Element Sensing dan Transmitter

Ada dua macam output sinyal sistem pengukuran, yaitu sinyal

elektrik dan pneumatik. Pemilihan sinyal pengukuran sangat

ditentukan oleh jenis controller yang akan dipakai, jika controller

yang akan dipakai jenis elektronik tentu akan menggunakan sinyal

elektrik dan juga sebaliknya bila controller pneumatic yang digunakan

tentu sinyal pneumatik yang digunakan.

Menerjemahkan sinyal sistem pengukuran dari sensing element

menjadi yang dapat dimengerti oleh controller, dibutuhkan sebuah unit

yang disebut transmitter. Sebagai standarisasi, sinyal yang keluar dari

transmitter, baik elektrik atau pneumatik dibuat hanya bekerja pada

standar skala tertentu. Untuk sinyal pneumatik, skala kerjanya 3-15 psi

atau sekitar 0,2 – 1 kg/cm2 dan untuk sinyal elektrik skala kerjanya ada

dalam dua bentuk, yaitu sinyal arus atau sinyal tegangan. Skala kerja

sinyal arus selalu 4 -20 mA atau sinyal 10 – 50 mA, dan skala kerja

tegangan yaitu 1 – 5 VDC atau 0 – 10VDC.

8

2.3. Sistem Konversi Sinyal

Seperti yang sebelumnya bahwa pada dasarnya ada dua sistem

transmisi sinyal, yaitu sistem pneumatic dan sistem elektrik/elektronik.

Sistem transmisi elektronik kemudian terbagi lagi menjadi dua bagian,

yaitu transmisi analog dan transmisi elektronik digital. Kerja sistem

elektronik analog sama benar dengan kerja sinyal sistem pneumatik,

dimana bekerja dalam bentuk persentasi sinyal dari 0% sampai 100%.

2.4. Sistem Bilangan

Banyak sistem bilangan yang umum digunakan pada piranti

digital, diantara yang biasa digunakan adalah sistem bilangan biner,

octal, decimal dan heksa decimal. Sistem bilangan yang paling mudah

diterapkan di dalam mesin digital adalah sistem bilangan biner (basis-

2) karena sistem tersebut hanya mengenal 2 keadaan dan kemudian

disimbolkan dengan dua angka yakni 0 dan 1. Dalam sistem biner

(Basis-2) mempunyai symbol angka (numeric) sebanyak 2 buah

symbol, yaitu 0 dan 1.

2.5. Gerbang Logika

Hakekatnya rangkaian elektronika digital ialah menghasilkan

keluaran digital dari masukan digital. Dalam sistem biner hanya

diizinkan dua keadaan yang tegas berbeda. Dua keadaan tersebut bisa

berupa hidup-mati, terbuka-tertutup dan lain sebagainya.

9

Dengan demikian pada gerbang logika memenuhi aturan main

aljabar logika atau aljabar Boole atau sistem biner. Kenyataanya dalam

aljabar Boole hanya mengenal tiga operasi dasar yaitu OR, AND, dan

NOT.

2.5.1. Gerbang Logika dasar

Gerbang logika merupakan rangkaian elektronika yang

digunakan untuk membuat suatu keputusan logika. Ada beberapa

gerbang logika yang umum digunakan, yaitu AND, OR, NOT, NAND,

NOR, dan XOR. Gerbang NAND dan NOR disebut dengan gerbang

logika universal, sedangkan gerbang XOR (Exclusive-OR) merupakan

jenis gerbang logika lain yang dapat dibangun dari gerbang logika

AND, OR, dan NOT. Berikut ini gambar simbol operasi gerbang

logika dasar.

10

Y = A.B

Gerbang AND

Y = A+B

Gerbang OR

Y = A’

Gerbang NOT

Y = (A.B)’

Gerbang NAND

Y = (A+B)’

Gerbang NOR

Y = A⊕B

Gerbang XOR

Gambar 2.1. Simbol operasi gerbang logika dasar

Sebuah gerbang logika dapat terdiri dari beberapa input dan

sebuah output, dimana outputnya ditentukan jenis operasi logika yang

dilakukan oleh gerbang tersebut.

2.5.2. Gerbang Logika Universal

Gerbang NAND dan NOR disebut dengan gerbang logika

universal. Hal ini berarti bahwa semua gerbang logika dasar dapat

dibentuk dari kombinasi kedua gerbang logika universal. Berikut ini

gambar simbol operasi gerbang logika universal..

11

Gerbang NAND

Gerbang NOR

Gambar 2.2. Gerbang logika universal

Pembentukan gerbang logika dasar dari gerbang logika

universal dilakukan dengan menggunakan aturan pada aljabar

Boolean.

2.5.3. Kombinasi Gerbang Logika

Dekoder adalah rangkaian elektronika memiliki input lebih

banyak daripada output, dimana kode input dikonversi menjadi kode

output yang berbeda. Salah satu contoh decoder adalah dekoder N ke

2N. Sedangkan Encoder merupakan rangkaian yang memiliki operasi

kebalikan dari dekoder. Input pada encoder lebih sedikit dibandingkan

dengan output, misalnya pada encoder 2N ke N. Berikut ini gambar

skema decoder dan encoder.

Decoder

Encoder

Gambar 2.3. Skema dekoder dan encoder

12

Multiplexer (Mux) adalah rangkaian saklar digital yang

menghubungkan salah satu dari beberapa input ke output. Multiplexer

bekerja sebagai saklar multiposisi yang dikontrol secara digital,

dimana kode biner digunakan untuk menentukan posisi input yang

akan dihubungkan dengan output. Demultiplexer (Demux) merupakan

rangkaian yang memiliki operasi kebalikan dari multiplexer. Kode

biner pada demultiplexer digunakan untuk menentukan posisi output

mana yang akan dihubungkan dengan input. Berikut ini gamabr simbol

ilustrasi dari sebuah multiplexer dan demultiplexser.

Multiplexer

Multiplexer

Demultiplexer

Demultiplexer

Gambar 2.4. Ilustrasi rangkaian mekanik yang ekivalen

dengan multiplexer dan demultiplexer.

2.5.4. Latch

Gerbang logika adalah rangkaian elektronika yang digunakan

untuk membuat suatu keputusan logika. Ada beberapa gerbang logika

yang umum digunakan, yaitu AND, OR, NOT, NAND, dan NOR.

13

Gerbang NAND dan NOR disebut gerbang logika universal,

sedangkan gerbang XOR (Exclusive-OR) merupakan jenis gerbang

logika lain yang dapat dibangun dari gerbang logika AND, OR, dan

NOT.

Sebuah gerbang logika dapat terdiri dari beberapa masukan dan

sebuah keluaran, dimana keluarannya ditentukan jenis operasi logika

yang dilakukan oleh gerbang tersebut. Gerbang logika merupakan

rangkaian TTL (Transistor-Transistor Logic) dan CMOS yang

dibentuk dalam sebuah rangkaian terintegrasi (IC) untuk implementasi

rangkaian digital.

2.5.5. Relay

Didalam PLC terdapat element-element yang digunakan untuk

menyimpan data, yaitu bit-bit, dan menjalankan fungsi-fungsi relay,

yaitu data disambungkan dan diputuskan dan dapat menyambungkan

dan memutuskan perangkat-perangkat lain.

2.6. Programmable Logic Controller (PLC)

Programmable pertama kali dirancang oleh perusahaan

General Motor (GM) sekitar tahun 1968 untuk menggantikan control

relay pada proses sekuensial yang dirasakan tidak fleksibel dan

berbiaya tinggi. Pada saat itu, hasil rancangan telah benar-benar

14

berbasis komponen solid state dan memiliki fleksibilitas tinggi, hanya

secara fungsional masih terbatas pada kontrol-kontrol relai saja.

Seiring perkembangan teknologi solid state, saat ini PLC

mengalami perkembanganluar biasa, baik dari ukuran, kepadatan

komponen serta dari segi fungsionalnya. Beberapa peningkatan

perangkat keras dan perangkat lunak ini diantaranya adalah:

a. Ukuran semakin kecil dan kompak.

b. Jumlah input dan output yang semakin banyak dan padat.

c. Beberapa jenis dan tipe PLC dilengkapi dengan modul-modul

untuk tujuan kontrol kontinu, misalnya modul ADC/DAC, PID,

modul fuzzy, dan lain-lain.

d. Pemrograman relative semakin mudah. Hal ini terkait dengan

perangkat lunak pemrograman yang semakin user friendly.

e. Memiliki kemampuan komunikasi dan sistem dokumentasi

yang semakin baik.

f. Jenis instruktur/fungsi semakin banyak dan lengkap.

g. Waktu eksekusi program yang semakin cepat.

Berdasarkan jumlah input/output yang dimilikinya, secara

umum PLC dapat dibagi menjadi tiga kelompok besar:

1. PLC Mikro. PLC dapat dikategorikan mikro jika jumlah

input /ouput pada PLC ini kurang dari 32 terminal.

15

2. PLC Mini. Kategori ukuran mini ini adalah jika PLC

tersebut memiliki jumlah input/output antara 32 sampai 128

terminal.

3. PLC Large. PLC ukuran ini dikenal juga dengan PLC tipe

rack. PLC dapat dikategorikan sebagai PLC besar jika

jumlah input/output-nya lebih dari 128 terminal.

Fasilitas, kemampuan dan fungsi yang tersedia pada setiap

kategori tersebut pada umumnya berbeda satu dengan lainnya.

Semakin sedikit jumlah input/output pada PLC maka jenis instruksi

yang tersedia juga semakin terbatas.

Untuk menambah fleksibilitas penggunaan, terutama untuk

mengantisipasi perkembangan dan perluasan sistem control pada

aplikasi tertentu, PLC dengan ukuran mini dan besar umumnya

dirancang bersifat modular. Artinya, unit input/output PLC berupa

modul-modul yang terpisah dari rack atau unit CPU. Unit input/output

ini dapat berupa unit input/output diskret, atau modul-modul analog

seperti unit PID, A/D, D/A dan lain sebagainya.

2.6.1. Prinsip Kerja PLC

Programmable Logic Controller pada dasrnya adalah sebuah

komputer yang khusus dirancang untuk mengontrol suatu proses atau

mesin. Proses yang dikontrol ini dapat berupa regulasi variable secara

16

Perangkat

Pemrograman

Memori

Prosesor

Antarmuka

Output

Antarmuka

Input

Power Supply

kontinu seperti pada sistem-sistem servo, atau hanya melibatkan

control dua keadaan (On/Off) saja

Secara umum , PLC terdiri dari dua komponen penyusun utama

yaitu Central Processing Unit dan Sistem antar muka. Fungsi dari CPU

adalah mengatur semua proses yang terjadi di PLC. Ada tiga

komponen utama penyusun CPU ini yaitu Prosesor, Memori dan

Power Supply.

Interaksi antar komponen penyusun utama dengan ketiga

komponen penyusun CPU dapat dilihat sesuai dengan gambar 2.5

Gambar 2.5. Skema alur PLC

17

1. Unit prosessor atau central processing unit (CPU) adalah unit

yang berisi mikroprosessor yang menginterpretasikan sinyal-

sinyal input dan melaksanakn tindakan-tindakan pengotrolan,

sesuai dengan program yang tersimpan didlam memori, lalu

mengkomunikasikan keputusan-keputusan yang diambilnya

sebgai sinyal-sinyal control ke antarmuka output.

2. Unit catu daya diperlukan untuk mengkonversikan tegangan

a.c. sumber tegangan rendah d.c. (5V) yagn dibutuhkan oleh

prosesor dan rangkaian-rangkaian di dalam modul-modul

antarmuka input dan output.

3. Perangkat pemrograman dipergunakan untuk memasukkan

program yang dibutuhkan ke dalam memori. Program tersebut

dibuat dengan menggunakan perangakat ini dan kemudian

dipindahkan ke dalam unit memori PLC.

4. Unit memori adalah tempat di mana program yang digunakan

untuk melaksanakan tindakan untuk melaksanakan tindakan-

tindakan pengontrolan oleh mikroprosesor disimpan.

5. Bagian input dan output adalah antarmuka di mana prosesor

menerima informasi dari dan menkonsunsikan informasi

control ke perangkat-perangkat eksternal.

Pada dasarnya, operasi PLC ini relative sederhana: peralatan

luar dikoneksikan dengan modul input/output PLC yang tersedia.

18

Peralatan ini dapat berupa sensor-sensor analog, push button, limit

switch, motor starter, selonoid, lampu dan lain sebagainya.

Selama prosesnya, CPU melakukan tiga operasi utama: (1)

membaca data masukan dari perangkat lunak via modul, (2)

mengeksekusi program kontrol yang tersimpan di memori PLC, (3)

meng-update atau memperbaharui data pada modul output, dan ketiga

proses tersebut disebut sebagai scanning.

Secara teknis, program pada memori PLC yang digunakan

untuk mengontrol peralatan ini dibuat dan dimasukkan dengan

menggunakan perangkat pemrograman, yaitu unit

miniprogrammer/Console atau menggunakan komputer via perangkat

lunka yang menyertainya.

Dibandingkan dengan kedua perangkat pemrograman tersebut,

komputer dewasa ini lebih banyak digunakan dibandingkan dengan

Console. Pemanfaatan Console biasanya terbatas hanya untuk editing

program PLC saja. Hal ini sebenarnya terkait dengan kemudahan dan

pasilitas pemrograman dari kedua perangkat tersebut. Pemrograman

PLC dengan menggunakan Console biasanya dilakukan dengan

mengetikkan baris-baris symbol program pada level rendah

(menggunakan instruksi-instruksi mnemonic, seperti LD, NOT, dan

lain sebagainya), jika menggunakan komputer, program PLC dapat

dibuat langsung dengan menggunakan teknik standar pemrogramman

19

sekuensial, yaitu diagram ladder. Program yang telah dibuat

selanjutnya ditransfer ke PLC via modul kominikasi yang tersedia.

Perangkat lunak komputer untuk pemrograman PLC ini biasa juga

dilengkapi dengan fasilitas monitoring dan komunikasi.

2.6.2. Model Pemrograman PLC

Berkaitan dengan pemrograman PLC ini, sebenarnya ada lima

model atau metode yang telah distandarisasi penggunaanya oleh IEC

(International Electrical Commision):

1) List Instruksi (Instruction List) – pemrograman dengan

menggunakan instruksi-instruksi bahasa level rendah

(Mnemonic), seperti LD/STR, NOT, AND, dan lain

sebagainya.

2) Diagram Ladder (Ladder Diagram) – pemrograman berbasis

logika relay, cocok untuk persoalan kontrol diskret yang

input/output hanya memiliki dua kondisi On atau Off seperti

pada sistem control konveyor, lift dan motor-motor industry.

3) Diagram Blok Fungsional (Function Block Diagram) –

pemrograman berbasis aliran data secara grafis. Banyak

digunakan untuk tujuan control proses yang melibatkan

perhitungan-perhitungan kompleks dan akuisisi data analog.

20

4) Diagram Fungsi Sekuensial (Sequensial Function Chart) –

metode grafis untuk memprogram terstruktur yang banyak

melibatkan langkah-langkah rumit, seperti pada bidang

robotika, perakitan kendaraan, Batch Control, dan lain

sebagainya.

5) Teks Terstruktur (Structured Text) - tidak seperti keempat

metode sebelumnya, pemrograman ini menggunakan

statemen-statemen yang umum dijumpai pada bahasa level

tinggi (high level programming) seperti If/Then, Do/While,

Case, For/Next, dan lain sebagainya. Dalam aplikasinya,

model ini cocok untuk perhitungan-perhitungan matematis

yang kompleks, pemrosesan tabel dan data, serta fungsi-

fungsi kontrol yang memerlukan algoritma khusus.

2.7. Perangkat Keras PLC dan Pendukungnya

Sebagaimana telah sedikit disinggung pada bab sebelumnya,

perangkat keras PLC pada dasarnya tersusun dari empat komponen

dasar yaitu: Prosesor, Power Supply, Memori dan Modul Input/Output.

Dalam hal ini, prosesor akan mengontrol peralatan luar yang

terkoneksi dengan modul output berdasarkan kondisi perangkat input

serta program ladder yang tersimpan pada memori PLC tersebut.

21

2.7.1. Prosesor

Fungsi utama sistem prosesor pada PLC adalah mengatur tugas

pada sistem PLC. Selain itu, pada sistem ini dilakukan operasi-operasi

matematis, manipulasi data, tugas-tugas diagnostic, dan lain

sebagainya. Mikroprosesor yang digunakan PLC ini dapat

dikategorikan berdasarkan panjang atau ukuran jumlah bit dari regiter-

register prosesor tersebut. Ukuran standar jumlah bit yang umum

adalah 8, 16, dan 32 bit. Semakin panjang ukuran jumlah bit, semakin

cepat pula proses yang terjadi pada PLC tersebut.

Tugas dasar PLC adalah membaca seluruh peralatan input serta

mengeksekusi program yang tersimpan di memori. Berdasarkan logika

program ini, PLC akan mengontrol perangkat output yang terhubung

dengan PLC. Setiap akhir scan, prosesor akan mengeluarkan sinyal

yang dinamakan sinyal end of scan (EOS).

Waktu yang dipergunakan untuk menyelesaikan satu kali scan

ini dinamakan waktu scan (scan time). Waktu scan adalah waktu total

yang di perlukan prosesor untuk mengeksekusi program dan

memperbaharui input/ouput-nya. Waktu scan ini secara umum

dipengaruhi oleh dua factor utama, yaitu:

• Jumlah memori yang diperlukan oleh program PLC (jumlah

anak tangga pada diagram ladder).

22

• Jenis instruksi yang digunakan dalam program PLC.

2.7.2. Unit Power Supply

Umumnya , power supply PLC ini membutuhkan tegangan

masukan dari sumber AC yang besarnya bervariasi antara 120 sampai

220 VAC. Hanya sebagian kecil PLC yang membutuhkan tegangan

input dari sumber DC (umumnya, besar sumber tegangan ini adalah

24VDC).

Power Supply PLC biasanya dirancang untuk dapat menolerir

variasi tegangan masukan antara 10 sampai 15 %. Jika batas variasi

tegangan masukan ini dilampaui maka umumnya power supply akan

mengeluarkan perintah ke CPU untuk mematikan sistem PLC. Secara

praktis, setiap power supply ini memiliki rating atau jumlah arus

maksimum yang masih dapat diberikan pada level tegangan tertentu.

Untuk kasus-kasus tertentu mungkin saja rating arus ini kurang

memenuhi kebutuhan sehingga kalau dipaksakan misalnya, akan

terjadi situasi undercurrent yang sering menyebabkan kesalahan

interminent yaitu kesalahan yang sukar dideteksi penyebabnya. Untuk

menghindari situasi undercurrent ini, kita dapat menambah power

supply lain khusus untuk kebutuhan sistem input/output PLC tersebut.

23

2.7.3. Perangkat Pemrograman

Pada dasarnya, PLC ini secara umum diprogram dengan

menggunakan instruksi-instruksi yang ralatif sejenis. Perbedaannya

terletak pada mekanisme untuk memasukkan program kedalam

memori PLC tersebut. Dalam hal ini ada dua perangkat pemprograman

yang biasa digunakan:

Miniprogrammer atau Console

Miniprogrammer atau dikenal juga manual programmer adalah

sebuah perangkat seukuran kalkulator saku yang berfungsi

memasukkan instruksi-instruksi program kedalam PLC. Umumnya,

instruksi-instruksi program dimasukkan dengan mengetikkan simbol-

simbol ladder menggunakan mnemonic. Miniprogrammer dirancang

untuk kompatibel dengan dua atau lebih PLC dalam sebuah keluarga

PLC. selain digunakan untuk memasukkan program ladder, beberapa

jenis miniprogrammer juga dilengkapi fasilitas untuk memonitoring

dan tugas-tugas diagnostic.

Personal Computer

Berkaitan dengan arsitekturnya yang bersifat general pupose

dan sistem operasinya yang standar, umumnya vendor-vendor PLC

menyertakan perangkat lunak PC untuk mengimplementasikan

pemasukan program ladder, pengeditan, dokumentasi dan program

24

monitoring rela time PLC. banyak perangkat lunak tersebut dilengkapi

simulasi dengan symbol-simbol perangkat masukan dan keluaran

secara visual. Dalam perangkat lunak ini, masukan disimbolkan denga

tombol-tombol tekan secara visual, sedangkan keluaran disimbolkan

dengan lampu pijar. Dengan adanya salah satu fasilitas ini

pemrograman PLC menjadi lebih menarik dan sangat bermanfaat

untuk menguji program ladder sebelum ditransfer pada memori PLC.

Memori

Memori adalah area dalam CPU PLC tempat data serta program

disimpan dan dieksekusi oleh prosesor. Secara umum, memori dibagi

menjadi dua kategori yaitu volatile dimana pada memori ini data akan

hilang bila catu daya PLC mati, memori ini disebut juga dengan RAM

(Random Acces Memory), dan unvolatile yaitu data yang tersimpan

didalamnya tidak akan hilang walaupun catu daya PLC mati.

Sedangkan memori yang dikategorikan seperti unvolatile yaitu:

a. Read-Only Memory (ROM) : Jenis memori ini dirancang

untuk menyimpan program secara permanen. Secara

umum, PLC jarang sekali menggunakan ROM untuk

menyimpan program-program aplikasi pengguna,

kecuali untuk aplikasi-aplikasi khusus yang program

aplikasinya tidak akan pernh diubah. Penggunaan ROM

25

dalam PLC umumnya digunakan untuk menyimpan bios

atau program eksekutif.

b. Programmable Read-Only Memory (PROM): memori

ini adalah salah satu jenis ROM, tetapi dapat diprogram

ulang dengan menggunakan alat pemrograman khusus.

Dalam PLC, memori jenis ini jarang sekali digunakan

untuk menyimpan program pengguna, umumnya hanya

digunakan untuk back-up program saja.

c. Erasable Programmable Read-Only Memory (EPROM):

Memori ini adalah sejenis PROM yang dapat diprogram

ulang setelah program yang sebelumnya tersimpan

dihapus dengan menggunakansinar ultraviolet.

d. Electrical Erasable Programmable Read-Only Memory

(EEPROM): merupakan memori nonvolatile yang

mempunyai RAM dalam fleksibilitaspemprogramnya.

Umumnya, PLC menggunakan memori jenis ini untuk

menyimpan program pengguna. Alasan utamanya

adalah kemudahan dalam mengubah program pada

memori tersebut, yaitu hanya dengan menggunakan

perangkat pemrogram PLC itu sendiri.

26

2.7.4. Struktur dan Kapasitas Memori

Memori PLC ini dapat dipandang sebagai array bit dua

dimensi. Sebuah bit dikatakan dalam keadaan On jika informasi yang

tersimpan bernilai 1 dan Off jika informasi yang tersimpan dalam

keadaan 0. Informasi On/Off yang tersimpan dalam sebuah bit ini

dikenal dengan status bit.

2.7.5. Organisasi dan Interaksi Memori dengan Sistem

Input/Output

Memori PLC dipetakan menjadi dua bagian utama, yaitu

bagian Area Executive dan Area Aplikasi. Area Executive ialah

memori yang bersifat permanen. Pada area ini umumnya tersimpan

program BIOS PLC untuk mengatur keseluruhan operasi. Secara

umum, area memori ini tidak dapat dimanipulasi dan diakses oleh

pengguna PLC. sedangkan area Aplikasi ialah memori yang digunakan

untuk menyimpan data dan instruksi program pengguna. Area ini dapat

dibagi lagi menjadi beberapa bagian penting, diantaranya ialah:

a. Tabel Input : Array input bit yang menyimpan status

masukan dari modul input PLC. jumlah bit pada tabel pada

dasarnya sama dengan jumlah input pada modul input PLC.

27

b. Tabel Output : Array bit yang menyimpan status sinyal

control dari modul keluaran PLC. Jumlah bit pada tabel pada

dasarnya sama dengan jumlah output pada modul output PLC.

c. Bit-bit Internal : Lokasi bit-bit internal ini berfungsi

menyimpan bit atau data koil-koil internal relay. Jika

prosesor mengevaluasi program kontrol dan sebuah internal

relay ter-energize, maka kontaktor-kontaktor referensinya

(kontaktor-kontaktor dengan alamat yang sama dengan koil

internal relay tersebut) akan berubah kondisinya. Jika

kontaktor tersebut NO maka kontaktor tersebut akan menutup

(closed), sedangkan jila NC, maka kontaktor tersebut akan

membuka (Open).

d. Bit-bit khusus : Lokasi pada bit ini digunakan untuk

menyimpan bit-bit yang memiliki kekhususan (special), misal

bit yang selalu berubah setiap detiknya, bit yang nilainya

selalu nol, bit yang akan bernilai satu ketika scanning

pertama, dan seterusnya. Selain itu, pada bagian ini tersimpan

berbagai macam flag atau status operasi matematika dan

logika.

e. Register/Word : Lokasi ini digunakan untuk menyimpan data

dalam ukuran byte atau word. Nilai atau data yang tersimpan

pada area ini dapat berupa data masukan dari berbagai macam

28

sumber input, seperti input analog, thumbwheel switch, dan

lain sebagainya. Selain itu, lokasi ini digunakan untuk

menyimpan data output, misalnya untuk data seven segment,

meter amalog, control valve dan lain sebagainya. Lokasi pada

register ini juga digunakan untuk menyimpan data-data yang

berkaitan dengan timer dan counter (nilai preset).

f. Memori Program Pengguna : Lokasi ini digunakan untuk

menyimpan program kontrol PLC. Semua intruksi PLC yang

digunakan untuk mengontrol mesin atau proses disimpan pada

lokasi ini. Ketika PLC mengeksekusi program, prosesor

menginterpretasikan informasi dalam memori program

pengguna dan mengontrol data-data bit referensi pada tabel

data yang berkaitan dengan input/output real.

2.8. Koneksi Peralatan dengan Modul Input/Output Diskret

pada PLC

Sistem input/output diskret pada dasarnya merupakan

antarmuka yang mengkoneksikan Central Processing Unit (CPU)

dengan peralatan input/output luar. Lewat sensor-sensor yang

terhubung dengan modul ini, PLC mengindra besaran-besaran fisik

yang terasosiasi dengan sebuah proses atau mesin. Berdasasrkan status

29

dari input dan program yang tersimpan dimemori PLC, CPU

mengontrol perangkat luar yang terhubung dengan modul output.

2.8.1. Jenis Input PLC

Berkaitan dengan rangkain internal pada modul input PLC,

jenis dan level tegangan pada modul input/output umumnya telah

ditentukan oleh vendor pembuat PLC. Berikut ini merupakan jenis

input pada PLC yang umum dijumpai dipasaran:

• Input tegangan DC 12-24 Volt

• Inptu tegangan AC 200-240 Volt

• Input tegangan AC/DC 12-24 Volt

Temperatur switchTemperatur switchTemperatur switchTemperatur switch

Push buttonPush buttonPush buttonPush button

Power SupplyPower SupplyPower SupplyPower Supply++++

---- 1111

2222

3333

4444

5555

6666

7777

ComComComCom

0000

Gambar 2.6. Koneksi peralatan laur dengan modul input

Pada umumnya, setiap terminal input pada PLC ini

memerlukan power supply luar untuk menyuplai arus yang digunakan

untuk operasi sensor yang terhubung maupun rangkain input itu

sendiri. Gambar 2.6. memperlihatkan cara mengkoneksikan peralatan

30

luar dengan sebuah modul input tegangan DC 24 volt. Dalam gambar

terlihat bahwa ada dua buah input: push button dan temperature switch

yang masing-masing bertipe NO. jika saklar-saklar ini dalam keadaan

terbuka maka tidak akan terjadi tegangan yang melintasi terminal input

ini relative terhadap terminal common (COM). Jika salah satu atau

kedua saklar ini tertutup maka akan timbul tegangan yang melintasi

terminal-terminal input tersebut. Hal ini dimungkinkan karena pada

kenyataannya ada rangkaian internal input dengan terminal common

(COM), sehingga akan terbentuk kalang tertutup antara terminal

positif dan terminal negative power supply. Jika saklar yang terhubung

pada terminal tersebut tertutup (on), hal ini akan seperti diilustrasikan

pada Gambar 2.6. (gamabr tersebut hanya memperlihatkan hubungan

dua buah port terminal saja, yaiut port 0 dan 1 dengan common).

Berikut merupakan ilustrasi tangkaian internal.

Temperatur switchTemperatur switchTemperatur switchTemperatur switch

Push buttonPush buttonPush buttonPush button

Power SupplyPower SupplyPower SupplyPower Supply++++

---- 1111

2222

3333

4444

5555

6666

7777

ComComComCom

0000

Gambar 2.7. Ilustrasi rangkaian internal yang

menghubungkan setiap terminal input dengan terminal common

31

Ada beberapa hal yang perlu dipertimbangkan ketika

memutuskan PLC dengan jenis input tegangan yang akan digunakan.

Beberapa kelebihan dan kekurangan yang patut dijadikan

pertimbangan di antaranya adalah:

a. Input tegangan DC umumnya membutuhkan tegeangan

yang relative kecil sehingga aman dalam

penggunaanya.

b. Input tegangan DC dapat dikoneksikan pada banyak

peralatan input.

c. Input tegangan DC relative lebih cepat menanggapi

masukan dibandingkan dengan PLC jenis input

tegangan AC.

d. Sinyal AC lebih kebal terhadapa gangguan

dibandingkan dengan tegangan DC.

e. Sumber tegangan AC relative lebih murah

dibandingkan dengan sumber DC.

f. Sinyal AC sangat umum digunakan pada kebanyakan

perlatan otomatisasi.

32

2.8.2. Input Tegangan DC

Gambar berikut merupakan rangkaian listrik pada salah satu

port (terminal) modul input tegangan DC yang dapat dijumpai

padasebuah PLC tipikal beserta koneksinya dengan peralatan

masukan. Berikut meupakan rangkaian pada modul PLC

InputInputInputInput

Push buttonPush buttonPush buttonPush button

RangkaianRangkaianRangkaianRangkaian

InternalInternalInternalInternal

CPUCPUCPUCPU

ComComComCom OptocouplerOptocouplerOptocouplerOptocoupler

Indikator InputIndikator InputIndikator InputIndikator Input

Gambar 2.8. Rangkaian pada modul input PLC tipikal

untuk jenis masukan tegangan DC

Dari gambar, terlihat bahwa secra fisik rangkaian pada modul

ini terpisah dari rangkaian internal (CPU). Isolasi rangkaian ini

menggunakan optocoupler dengan dua buah diode pemancar yang

dipasang antiparallel. Hal ini dilakukan untuk tujuan felsibilitas

penyambungan terminal input dengan catu daya penggerak sensor atau

saklar yang terhubung. Dalam hal ini terminal comoon pada modul

dapat dihubungkan baik dengan polaritas yang lebih positif atau lebih

negative dari catu dayanya(Gambar 2.8. garis putus-putus pada

rangkaian catu daya menunjukkan alternatif lain pada

33

penyambungannya). Adapun pemasangan resistor dan kapasitor pada

rangkaian tersebut bertujuan untuk membatasi arus yang mengalir

serta berfungsi juga sebagai filtering.

Gambar 2.9. dibawah ini memperlihatkan koneksi yang dapat

dilakukan antara modul input PLC dengan peralatan luar berupa saklar

sederhana (Peralatan dua terminal).

12-24 VDC12-24 VDC12-24 VDC12-24 VDC

1111

2222

3333

4444

5555

6666

7777

ComComComCom

0000

Gambar 2.9. Koneksi peralatan luar dengan modul input

PLC jenis input DC

2.8.3. Input Tegangan AC

Pada input tegangan AC ini juga menggunakan diode pemancar

yang dipasang antiparallel uanutk melewatkan arus bolak-balik ketika

sebuah terminal masukan terhubung dengan sumber tegangan AC,

seperti gambar 2.10. berikut:

34

InputInputInputInput

Push buttonPush buttonPush buttonPush button

RangkaianRangkaianRangkaianRangkaian

InternalInternalInternalInternal

CPUCPUCPUCPU

ComComComCom OptocouplerOptocouplerOptocouplerOptocoupler

Indikator InputIndikator InputIndikator InputIndikator Input

Gambar 2.10. Rangkaian pada modul input PLC tipikal untuk

jenis masukan tegangan AC

Koneksi peralatan luar dengan modul masukan dan sumber

penggerak dapat dilihat pada gambar 2.11. berikut:

220 VAC220 VAC220 VAC220 VAC

1111

2222

3333

4444

5555

6666

7777

ComComComCom

0000

Gambar 2.11. Koneksi peralatan luar dengan

modul input PLC jenis input AC

2.8.4. Input Tegangan DC/AC

Rangkaian internal untuk PLC tipikal dengan sumber tegangan

jenis DC/AC ini hamir sama denganragnkaian internal modul PLC

jenis tegangan DC. Gambar 2.12 berikut merupakan rangkaian internal

modul PLC jenis AC/DC:

35

InputInputInputInput

Push buttonPush buttonPush buttonPush button

RangkaianRangkaianRangkaianRangkaian

InternalInternalInternalInternal

CPUCPUCPUCPU

ComComComCom OptocouplerOptocouplerOptocouplerOptocoupler

Indikator InputIndikator InputIndikator InputIndikator Input

Gambar 2.12. Rangkaian pada modul input PLC

tipikal untuk jenis masukan tegangan AC/DC

Besar tegangan untuk keperluan modul input ini umumnya

adalah 24 volt AC/DC. Pemasangan resistor pada modul ini

dimaksudkan untuk membatasi arus yang mengalir sebagai akibat

penutupan saklar atau sensor input. Gambar 2.13 memperlihatkan

koneksi yang mungkin dilakukan antara peralatan atau sensor luar

dengan modul input PLC ini.

220 VAC/DC220 VAC/DC220 VAC/DC220 VAC/DC

1111

2222

3333

4444

5555

6666

7777

ComComComCom

0000

Gambar 2.13. Koneksi peralatan luar dengan

modul input PLC jenis input AC/DC

2.8.5. Jenis Output PLC

Seperti halnya jenis input, ada tiga jenis output PLC yang juga

popular dipasaran:

36

• Output Relay

• Output Transistor

• Output Triac

Dari ketiganya, output PLC jenis relay adalah yang palign

fleksibel penggunaannya karena dapat menggerakkkan beban AC

maupun DC, namun kelemahannya terletak pada tanggapan switching-

nya yang relative lambat (sekitar 10 milidetik) dan mengalami

kerusakan setelah beberapa juta siklus switching. Untuk output PLC

jenis transistor, beban yang dapat dikontrol terbatas pada beban-beban

jenis DC saja, sedangkan Triac terbatas pada beban jenis AC. Untuk

kedua jenis output ini, besar arus yang bias dilewatkan umumnya

adalah 1A, dengan waktu respon kurang dari 1 milidetik.

2.9. Peralatan/Sensor Tiga Terminal

Dalam banyak aplikasi pengontrolan di industry, digunakan

sensor-sensor tiga terminal seperti proximity switch, photo switch dan

lainsebagainya. Jenis sensor ini pada dasarnya adalah sensor jenis

transistor. Ada dua jenis yang banyak digunakan diantaranya ialah

Sourcing Sensor dan Sinking Sensor.

2.9.1. Sourcihng Sensor

Sensor jenis ini dikenal juga dengan nama sensor transistor

PNP. Hal ini dikarenakan pada dasarnya sensor ini merupakan

37

gabungan anatara detector dengan keluaran transistor PNP seperti

gambar berikut:

PNPPNPPNPPNP

output sensoroutput sensoroutput sensoroutput sensor

arusarusarusarus

basisbasisbasisbasis

Sensor/detektorSensor/detektorSensor/detektorSensor/detektor

Phenomena FisikPhenomena FisikPhenomena FisikPhenomena Fisik

V-V-V-V-

V+V+V+V+

V-V-V-V-

V+V+V+V+

Gambar 2.14. Sensor jenis sourching/PNP

Cara kerja sensor ini ialah bila dalam keadaan normal masukan

tegangan basis pada transistor kurang lebih sebesar tegangan catu

positif, sehingga transistor berada dalam keadaan OFF. Jika terjadi

sebuah perubahan terhadap besaran yang diindranya, sensor ini akan

mengaktifkan basia dari transisitor keluaran (tegangan basis menjadi 0

volt). Hal ini menyebabkan transistor menjadi ON sehingga aka nada

arus mengalir dari emitter (catu positif) menuju keluaran sensor

(dengan alas an ini, sensor dikatakan sebagai sumber arus).

Untuk apliksai sederhana, keluaran sensor ini sebenarnya dapat

langsung digunakan untuk menggerakkan sebuah beban yang

38

dihubungkan secara langsung terhadap output sensor. Hal ini dapat

dilakukan asal beban yang dihubungkan tidak menyerap arus yang

melampaui kemampuan sensor tersebut.

2.9.2. Sinking Sensor

Gambar 2.15. berikut memperlihatkan rangkaian internal dati

sensor jenis sinking. Keluaran sensor ini adalah sensor jenis NPN .

Dalam keadaan normal, tegangan yang mencatu basis transistor berada

dalam keadaan OFF. Jika terjadi perubahan pada besaran yang

dideteksinya maka akan timbul tegangan basis yang besarnya kurang

lebih sebesar tegangan catu positif yang menyebabkan transistor

menjadi ON. Dengan sedemikian, arus dizinkan mengalir dari output

sensor ke catu negative sensor (sehingga sensor ini dikenal dengan

nama sinking sensor arus).

NPNNPNNPNNPN

output sensoroutput sensoroutput sensoroutput sensor

arusarusarusarus

basisbasisbasisbasis

Sensor/detektorSensor/detektorSensor/detektorSensor/detektor

V-V-V-V-

V+V+V+V+

V-V-V-V-

V+V+V+V+

Gambar 2.15. Sensor jenis sinkin/NPN

39

BAB III

Metode Penelitian

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini berlangsung selama 10 bulan, dimulai dari bulan

februari tahun 2010 hingga sampai bulan November 2010, sedangkan

tempat penelitian dilakukan di PT. Gerindo Rika Gemilang dan

pengujian analisa dilakukan di LAB Terpadu UIN Syarif Hidatullah

Jakarta.

3.2. Bahan dan Peralatan Penelitian

Perlengkapan untuk membantu penelitian ini memerlukan

beberapa alat dan bahan yang mendukung penelitian ini baik dari segi

software maupun hardware, diantaranya ialah sebuah perangkat PC,

Software Unity Pro XL V30 dan Vijeo Citect 7.

3.3. Tahapan Penelitian

Berikut ini merupakan bagan diagram alur dari tahap awal

hingga tahap akhir dalam penelitan ini:

40

Gambar 3.1. Bagan Alur Perancangan Sistem Rambu Lalu Lintas

Penentuan Permasalahan

Rambu Lalu Lintas

Penentuan Konsep Pemetaan

Permasalahan Rambu Lalu

Lintas

Perhitungan Lalu Pembagian

waktu Setiap Rambu Lintas

Perancangan Aplikasi

Terhadap Sofrware

Perancangan Sistem Program

Penelitian menggunakan Unity Pro Perancangan Sistem tampilan

Program Penelitian dengan

Vijeo Citect

Penentuan Variable

Perancangan Sistem Kontrol

dengan Function Block

Pembuatan Grafik Rambu Lalu

Lintas

Communication variable dari

Unity Pro ke Vijeo Citect

Pengujian Aplikasi sistem

dengan Grafik

(Unity dengan Vijeo)

Analisa

Kesimpulan

41

3.3.1. Kondisi-Kondisi Rambu Lalu Lintas

Kinerja rambu-rambu lalu lintas pada umunya mengikuti pola

yang tidak jauh berbeda antara satu rambu dengan rambu yang lainya,

padahal setiap rambu memiliki masalah masing-masing pada setiap

areanya baik secara konsep pengaturan rambu maupun tingkat

kepadatan kendaraan yang melewatinya. Rambu-rambu lalu-lintas

sering mengggunakan pola sistem silih bergatian antara jalur satu

dengan jalur lainya, contohnya ialah bila jalur utara terbuka kearah

timur, selatan maupun barat, maka jalur selatan dan timur tertutup ke

segala arah sedangkan untuk jalur barat menuju jalur utara terbuka

karena tidak mengganggu laju kendaraan dari jalur utara.

Selanjutnya ialah rambu untuk jalur arah utara menuju barat

tertutup namun jalur utara menuju selatan dan timur masih terbuka dan

membuka jalur selatan terbuka untuk menuju arah utara maupun barat,

sedangkan jalur dari arah barat dan timur tertutup untuk ke segala arah.

Berikutnya untuk jalur utara tertutup untuk kesegala arah, sebaliknya

untuk jalur selatan terbuka untuk ke segala arah baik kearah utara, barat

maupun timur dan jalur dari arah timur menuju kearah selatan terbuka

tanpa ada halangan. Jalur selanjutnya setelah dari jalur selatan ialah

jalur timur yang terbuka untuk kesegala arah dan untuk jalur barat,

42

selatan tertutup sedangkan untuk jalur utara terbuka namun hanya untuk

yang mengarah ke timur, sedangkan menuju kearah selatan tertutup

karena terhalang dengan jalur utama, rambu yang terbuka yaitu jalur

timur menuju kearah barat. Kemudian jalur dari timur yang menuju

kearah utara tertutup yang akhirnya dapat membuka jalur dari arah

barat menuju kearah timur namun untuk jalur utara menuju barat masih

tetap terbuka. Lalu kondisi selanjutnya ialah jalur dari arah barat yang

terbuka untuk kesegala arah sehingga jalur timur, utara dan selatan

tertutup namun jalur selatan yang menuju barat terbuka karena tidak

menghalangi laju rambu lalu lintas yang utama.

Pola rambu lalu lintas diatas umum digunakan pada

persimpangan–persimpangan yang silih berganti dengan pola –pola

yang sama seperti penjelasan diatas, walaupun ada beberapa yang

memiliki pola berbeda namun sistem kinerjanya tetap sama ataupun

tidak menyesuaikan sistem rambu lalu lintas dengan keadaan yang ada.

3.3.2. Konsep Dasar Perancangan Sistem Rambu Lalu lintas Tiga

Arah

Perancangan sistem rambu lalu lintas tiga arah ini tidak jauh

berbeda polanya dengan sistem rambu lalu lintas empat arah seperti

yang dijelaskan diatas, namun disini hanya ada tiga arah saja yaitu arah

utara, timur dan barat.

43

a. Kondisi Rambu

Pada rambu lalu lintas ini terdapat beberapa kondisi rambu lalu

lintas diantaranya ialah:

Merah : Kondisi Berhenti atau stop, dimana

kendaraan dilarang untuk melanjutkan

laju kendaraannya.

Merah Kuning : Kondisi bersiap-siap bagi kendaraan

yang sebelumnya berhenti untuk melaju

kearah tujuannya.

Kuning : Kondisi bersiap-siap untuk berhenti

dimana lampu kuning nyala setelah dari

lampu hijau, jadi kendaraan yang sedang

melaju mendekati rambu ini bersiap-siap

untuk berhenti

Hijau : Kondisi dimana kendaraan bebas untuk

menjalankan laju kendaraannya sesuai

dengan arah tujuannya.

44

b. Pola Rambu Lalu Lintas

Pada perancangan ini terdiri dari beberapa pola sistem rambu

lalu lintas yang satu sama lainnya bersinergis. Pola rambu lalu lintas

tersebut diantaranya ialah:

1. Pola Normal

Pada pola normal ini sistem rambu lalu lintas bekerja seperti biasanya

seperti yang sebelumnya dijelaskan, dimana delay waktu untuk setiap

arah seimbang semua (Balance)

Gambar 3.2. Kondisi Arah Utara Terbuka

Sesuai dengan gambar 3.2. diatas merupakan salah satu permasalahan

yang terjadi pada kondisi normal. Hal ini juga terjadi pada kondisi

kepadatan tak seimbang, namun disini perbandingan lamanya waktu

sama untuk segala arah (Arah utara, barat maupun timur terbagi rata

untuk lamanya terbuka ataupun tertutup).

45

2. Pola Kereta

Disini terdapat kondisi sistem rambu lalu lintas berpengaruh terhadap

kelajuan kereta karena disini jalur kereta merupakan suatu masalah

yang ditimbulkan. Dengan adanya jalur kereta yang memotong jalur

utara maka kondisi rambu harus disesuaikan antara laju kereta dan laju

kendaraan.

Gambar 3.3. Kondisi Jalur Kereta

Memotong Jalur Utara

Dengan penambahan satu permasalahan jalur kereta yang memotong

jalur persimpangan arah utara, rambu yang berjalan silih bergantian

maka rambu tersebut tidak sesuai lagi berjalan dengan sebelumnya bila

ada kerata melaluinya. Disini dapat di lihat bila suatu kereta melaju

maka jalur dari arah utara tertutup untuk kesegala arah, dan untuk dari

arah barat ke timur ataupun timur ke barat terbuka, namun tidak untuk

dari arah barat atau timur menuju kearah utara.

46

3. Pola Padat

Kepadatan ini merupakan suatu masalah yang ditimbulkan, kepadatan

disini terbagi lagi menjadi tiga bagian yaitu:

a. Padat Utara : Keadaan dimana jumlah kendaraan pada arah

utara padat

b. Padat Timur : Keadaan dimana jumlah kendaraan pada arah

timur padat

c. Padat Barat : Keadaan dimana jumlah kendaraan pada arah

barat padat.

Keadaan ini tentunya delay waktu antar jalur berbeda dan kepadatan ini

yang akan memiliki delay lebih lama dari jalur lainnya.

3.3.3. Perancangan Program

Pada saat menentukan permasalahan dan menemukan solusi

konsep permasalahan, maka langkah yang selanjutnya yaitu

menuangkan solusi tersebut ke dalam program yang akan membantu

pemecahan penelitian. Pada langkah awal yang perlu pastinya ialah

meng-install program Unty Pro dan Vijeo Citect pada sebuah perangkat

PC ataupun Laptop yang sesuai karakternya baik dari segi Processor

ataupun RAM pada sebuah perangkat PC tersebut.

47

Berikut ini merupakan beberapa tahapan yang akan diutarakan

dalam perancangan sebuah program menggunakan Unity Pro:

a. Memanggil Program Unity

Berikut merupakan tampilan pada sebuah PC untuk memanggil

program Unity Pro:

Gambar 3.4. Langkah Memanggil Program Unity Pro

b. Memulai Program

Untuk memulai program Unity Pro yang pertama dilakuakan

ialah dengan Meng-Klik File dan klik New, seperti pada gambar

berikut:

48

Gambar 3.5. Memulai Program Baru pada Unity Pro

Hal ini juga dapat dilakukan dengan mengarahkan kursor

kearah tools yang bergambar kertas putih tepat dibawah File

pada software Unity Pro.

c. Penentuan Karakter PLC

Pada langkah berikut ini merupakan penentuan karakter sebuah

PLC (seri PLC) yang akan digunakan, namun karena pada

penulisan ini merupakan simulasi maka PLC yang di gunakan

bebas namun sesuai dengan karakter PC. Pada penelitian ini

menggunakan sebuah PLC Quantum 140 CPU 651 50. Setelah

memilih maka tipe tersebut dipilih dan klik OK atau pun dengan

men-double klik pada tipe PLC tersebut, sesuai dengan gambar

3.6. berikut:

49

Gambar 3.6. Pemilihan Seri PLC

d. Penamaan Project

Sebelum memulai pembuatan program pada Unity Pro hal yang

paling penting ialah pemberian nama terlebih dahulu untuk

program yang akan dibuat, seperti biasa yaitu dengan meng-klik

File dan klik Save As, maka akan keluar tampilan sesuai dengan

gambar 3.7. berikut:

Gambar 3.7. Penamaan Project

(Penamaan Sebuah Program)

50

Pada gambar 3.7. terdapat kolom file name disini penulisan

sebuah nama projek atau nama programnya. Dan pada kolom

save in seperti umumnya merupakan suatu kolom yang akan

menyimpan program tersebut pada lokasi PC yang diinginkan

oleh user (pengguna). Setelah tahap ini selesai maka pada pojok

kiri atas nama projek tersebut akan tampak.

e. Menentukan Modul I/O dan Power Supply

Pada tahapan selanjutnya ialah menentukan modul I/O dan

Power supply sebuah PLC yaitu dengan men-daoble klik

configuration pada tabel Project Browser yang akan tampil

sebuah PLC seperti berikut:

Gambar 3.8. Tampilan sebuah PLC

Setelah PLC tersebut muncul maka langkah selanjutnya yaitu

mengisi modul-modul tersebut dengan I/O ataupun Power

supply. Umumnya power supply selalu ada pada modul paling

51

kiri atau sebelah kiri dari CPU PLC yang masih kosong.

Pengisian modul tersebut dengan mengarahakan kursor pada

modul yang akan digunakan lalu meng-klik kanan dan klik New

Device dan akan menampilkan tampilan topological address

modul (tipe alamat modul I/O atau Power Supply) seperti

gambar berikut:

Gambar 3.9. Topological Address Module

Kemudian arahkan kursor kea rah discreate dan klik tanda plus

sebelah kiri darinya atau dengan men-daoble klik pada kata

discreate, maka akan tampil tipe dari I/O PLC, baik digital

input, digital output, analog input atau analog output modul.

Lalu klik OK atau pun seperti biasa men-double klik. Maka

module sebelumnya akan berubah tampilan seperti gambar 3.10.

berikut:

52

Gambar 3.10. Module yang telah terisi

f. Pengisian Variable

Langkah berikutnya ialah memasukkan variable-variable yang

akan digunakan dalam program. Adapun caranya yaitu dengan

men-double klik Variables & instances pada kolom project

browser, maka akan tampil seperti berikut:

Gambar 3.11. Tabel Pengisian Variable

baik Input maupun Output

Pada tabel tersebut terbagi ke dalam beberapa kolom yang

pertama yaitu kolom name yaitu nama untuk variable itu

53

sendiri(penamaan bebas), lalu type yaitu karakter dari variable

tersebut, apa variable yang berupa variable time, booelan,

Ebooelan, string ataupun yang lainnya, namun pada penelitian

ini hanya focus terhadap karakter variable Ebool dan time.

Kolom selanjutnya ialah address alamat variable tersebut atau

lokasi dimana variable itu berada (Module Input atau Output).

Kolom Value yaitu kolom nilai variable setelah variable

tersebut telah bekerja satu dengan yang lainnya. Sedangkan

kolom description ialah penjelasan gambaran dari variable

tersebut.

g. Perancangan Program

Pada perancangan program ini ada tahapan awal yang perlu

dilakukan yaitu pemilihan model program seperti yang telah

dijelaskan pada BAB II. Adapun langkah tersebut ialah dengan

meng-klik tanda plus pada kata MAST dibawah sub Program

pada Kolom Project Browser dan lalu klik kanan section dan

klik new section, maka akan tampil jendela seperti gambar 3.12.

berikut:

54

Gambar 3.12. Pemilihan Model

Pemrograman yang akan digunakan.

Pada tampilan diatas tersebut terdapat kolom language yaitu

kolom untuk memilih model pemrograman yang digunakan, apa

itu berupa Instruction List, Ladder Diagram, Function Block

Diagram, Sequensial Function Chart, ataupun Structure Text.

Dalam penelitian ini hanya fokus pada Function Block Diagram

(FBD) dalam pembuatan programnya. Setelah pemilihan dan

memberi nama program maka akan menampilkan tampilan yang

sesuai dengan model program yang akan digunakan seperti

tampilan untuk membuat program FBD berikut:

55

Gambar 3.13. Layar untuk pembuatan dengan model

Function Block Diagram (FBD)

Setalah layar atau area telah tersedia maka disini perancangan

program logika yaitu dengan menggunakan gerbang-gerbang

logika OR, AND, NOT dan lain sebagainya. Pemanggilan

gerbang tersebut dengan mengklik kanan kursor yang telah

berada pada area tersebut dan klik FFB Input Assintance atau

dengan tekan Ctrl+I, maka akan menampilkan tampilan berikut:

Gambar 3.14. Jendela untuk memanggil

gerbang-gerbang atau instruksi logika

56

Setelah tahapan demi tahapan langkah dalam

perancangan program dengan Untiy Pro, maka berikut

merupakan tahapan dalam perancangan tampilan untuk

pengamatan yang lebih baik atau lebih mudah untuk dipahami

dalam poengamatan kontrol yaitu dengan perancangan grafik

dengan Vijeo Citect. Adapun adapun tahapannya adalah sebagai

berikut:

a. Memanggil Program Vijeo Citect

Pada umumnya sama halnya pada pemanggilan program

Unity Pro yaitu dengan meng-klik program tersebut yang

terdapat dalam partisi komputer seperti gambar di bawah

ini:

Gambar 3.15. Pemanggilan Program Vijeo Citect

Setelah memanggil Program maka akan muncul tampilan Vijeo

Citect Explore. Disini akan membuat page atau halaman baru

57

untuk perancangan grapik yang akan dibuat dan sesuai dengan

gambar 3.16. berikut:

Gambar 3.16. New Project Graphic

Tampilan yang akan muncul selanjutnya yaitu tabel untuk

penamaan new project seperti gambar 3.17. dibawah ini:

Gambar 3.17. Penamaan New Porject

Pemilihan tipe template untuk pembuatan grafik vijeo citect,

seperti gambar 3.18. berikut:

58

Gambar 3.18. Pemilihan Tipe Template Vijeo Citect

Berikut merupakan back ground template yang akan digunakan

dalam vijeo citect sesuai gambar 3.19. berikut:

Gambar 3.19. Template Vijeo Citect

59

BAB IV

Hasil dan Pembahasan

4.1. Konsep kerja Sensor LDR

Prinsip kerjanya suatu sensor LDR ialah bila suatu sinar atau

cahaya mengenai permukaan yang kondusif dari LDR, maka

tahanannya menjadi lebih kecil dan arusnya menjadi lebih besar

sedangkan bila tidak ada cahaya yang mengenai permukaan maka nilai

tahanannya akan menjadi besar dari intensitas cahaya yang masuk pada

permukaan kondusif dari LDR.

Sebuah LDR dirangkaikan seri dengan satu resistor yang

nilainya dapat diubah dan satu resistor yang nilainya tetap.rangkaian

seri ini untuk pembagi tegangan. Saat LDR terkena cahaya tegangan

yang ada pada resistor R1 menjadi lebih besar karena tahanan pada R1

lebih besar dari tahanan LDR akibatnya transistor dalam keadaan

saturasi (jenuh), dan tegangan kolektor TR sebesar 0 Volt. Tegangan 0

Volt ini tidak menggerakkan SCR sehingga SCR dalam keadaan off

sehingga relay tidak bekerja.

Pada saat LDR tidak terkena cahaya maka tegangan yang ada

pada R1 menjadi kecil. Karena nilai tahanan pada LDR menjadi lebih

besar dari tahanan R1. Akibatnya transistor berubah menjadi cut off

60

(terputus) dan tegangan kolektor R1 (Vp) menjadi sama dengan Vcc.

Tegangan ini dapat mengerakkan SCR, sehingga SCR dalam keadaan

On (bekerja) dan dapat mengaktifkan relay. Cahaya yang masuk

menimbulkan tahanan keluar dan tegangan keluar yang besarnya

sebanding dengan junlah cahaya yang masuk. Berikut ini penerapan lokasi

sensor dan pemancar cahaya ditempatkan.

Gambar 4.1. Penempatan Sensor LDR

4. 2. Perancangan Program Unity Pro

Setelah melakukan beberapa tahapan dalam perancangan

simulasi kontrol rambu lalu lintas, maka dalam perancangan tersebut

membuahkan hasil sebuah simulasi sesuai dengan pengharapan dalam

penelitian ini. Adapun perancangan-perancangan program tersebut

terbagi menjadi tiga bagian seperti yang telah dijelaskan pada bab

sebelulmnya. Berikut ini merupakan pembahasan dari hasil penelitian

simulasi perancangan program rambu lalu lintas, yaitu:

61

4.2.1. Pola Rambu Normal

Pada perancangan program simulasi rambu lalu lintas pada

keadaan normal ini dengan software Untiy Pro XL V30 dapat berjalan

sesuai dengan target yang diinginkan adapun skema program adalah

sebagai berikut:

Gambar 4.2. Tampilan program

yang digunakan dalan Unity Pro XL V30

Pada gambar tersebut terlihat garis yang berwarna hijau

menandakan tanda hidup untuk jalur yang terlewati. Dari konsep

persyaratan yang digunakan pada gerbang logika AND berfungsi seperti

dasar teorinya, yaitu mengijinkan bila kedua masukan bernilai 1 (garis

hijau), seperti pada gambar berikut:

62

Gambar 4.3. Tampilan gerbang logika AND dan fungsinya

Terlihat jelas bahwa ada dua keadaan yang dimunculkan dalam

gambar 4.3. yaitu untuk gerbang Logika AND yang ada di atas tidak

memberikan nilai 1 (garis merah) karena salah satu masukannya

bernilai 0. Pada gambar gerbang logika yang dibawah memberikan nilai

1 untuk keluarannya karena kedua masukan tersebut memberikan

nilai 1.

Pada pola ini sebelumnya membuat sistem pembalikan terlebih

dahulu yaitu yang berfungsi untuk mereset atau memutar kembalikan

sistem kembali ke awal lagi, sistem program yang dirancang adalah

sebagai berikut:

63

Gambar 4.4. Skema rangkaian reset PLC

Pada gambar 4.4. terdapat lima buah gerbang logika yaitu

sebuah gerbang OR, dua buah gerbang AND, sebuah gerbang RS dan

sebuah gerbang TP. Sesuai dengan teori sebelumnya setiap gerbang

tersebut memiliki fungsi masing masing pada sistem ini, yaitu:

OR : Pada gerbang ini berfungsi untuk memberikan

masukan dari sumbernya yaitu dengan respon

dari sensor dan satunya dengan mengaktifkan

secara manual.

RS : Pada gerbang ini berfungsi untuk mereset

kembali ke keadaan mula lagi.

AND pertama : Pada gerbang AND yang pertama ini berfungsi

untuk pencegahan bila ada suatu keadaan yang

64

tidak sesuai dan harus di tanggapi segera dengan

mematikan sistem rambu, oleh sebab itu pada

masukan tersebut diberikan NOT terlebih

dahulu sebab keadaan mulanya tidak diberikan

nilai 1.

TP : Pada gerbang ini berfungsi untuk mengatur

lamanya waktu pulsa yang akan digunakan,

pada sistem jeda waktu yang digunakan yaitu

selama satu menit (60 sekon).

AND kedua : Pada gerbang yang terakhit ini atau gerbang

AND yang terakhir berfungsi untuk memberikan

syarat utama bila suatu suatu sistem tersbut

harus berjalan dengan tiga masukan utama yang

berpengaruh, masukan pertama yaitu masukan

yang berasal benar dari sensor, masukan kedua

yaitu berasal dari keluaran pada gerbang TP

yang dapat menghentikan sesaat pulsa tersebut,

masukan ketiga yaitu memberikan peluang bila

ada sesuatu keadaan yang perlu dilakukan sama

seperti halnya pada gerbang AND pertama.

65

(Masukan yang ketiga ini sama fungsinya

seperti pada masukan AND pertama namun

tidak pada aplikasinya, disini sistem benar-benar

mati pada saat harus dimatikan, namun tidak

bila pada AND pertama, dia hanya mematikan

sistemnya sedangkan untuk responnya masih

berjalan hingga pulsa tersebut habis sesuai

dengan TP yang diatur).

Pada setiap lampu pada rambu lalu lintas memiliki waktu dan

banyak atau seringnya lampu tersebut menyala pada setiap menitnya

adapun pemecahan permasalahnya dibahas pada rangkaian kombinasi

beberapa gerbang logika sesuai dengan rancangan sistem berikut:

Gambar 4.5. Sistem setiap rambu dengan beberapa gerbang logika.

66

Pada gambar tersebut memberikan gambaran syarat untuk dapat

menyalakan lampu, setiap lampu memiliki jumlah gerbang logika yang

berbeda karena disesuaikan dengan seringnya lampu tersebut menyala

dalam waktu satu menit. lampu KUT (Kuning Utara Timur) rambu

diatas memberikan dua syarat bila mau menyala dan memiliki dua kali

waktu menyala dalam waktu satu menit (60 sekon), dimana terdapat

gerbang TP dan TON yang berfungsi menyeting pengkondisiian waktu

setiap lampunya.

4.2.2. Pola Rambu Kereta

Pada perancangan program simulasi rambu lalu lintas ini terset

paling lama hanya mencapai 60 sekon, bila lamanya kereta untuk

melalui rambu tersebut melebihi waktu maka respon tersebut akan

mereset kembali dengan awal pola simulasi rambu kereta yaitu adanya

respon lampu hati-hati (kuning) kembali menyala walaupun sebelumnya

kereta masih berjalan jika dibawah 60 sekon program ini langsung

kembali merespon ke keadaan normal,namun jika diatas 60 sekon maka

ahrus menunggu sampai rangkaian kereta berakhir untuk selanjutnya

kembali ke keadaan normal ataupun keadaan yang sedang berjalan

sebelumnya. Begitu juga sebaliknya, karena rambu kereta ini terset

dalam waktu 60 sekon, maka respon bila kereta sudah jauh

meninggalkan rambu atau kereta dalam melalui rambu tersebut tidak

67

mencapai waktu 60 sekon atau pun kelipatannya maka respon untuk

kembali kekeadaan norma terjadi penundaan.

4.2.3. Pola Rambu Padat

Pada perancangan rambu ini juga terjadi hasil yang belum sesuai

dengan pengharapan target yang duharapkkan yaitu tidak adanya

pengkondisian pengontrolan sebelumnya pada jalur, sehingga keadaan

tidak sesuai sama sepertihalnya pada pola rambu kereta yaitu terjadinya

respon yang tak sesuai bila terjadi suatu respon pada keadaan yang tak

menentu sebelumnya seperti halnya bila suatu keadaan terbuka dari

salah satu arah dan hubungan langsung terhadap keadaan padat kurang

baik. Pada perancangan simulasi keadaan padat ini memberikan nilai

respon langsung yang akan membuka arah jalur yang padat tanpa

adanya kondisi pengontrolan sebelumnya baik pada jalur yang dibuka

maupun yang ditutup ke tahap keadaan rambu sebelumnya dan juga

pada setelah sensor tak memberikan masukan lagi, sama seperti itu

yaitu tak adanya tahapan penyesuain keadaan selanjutnya.

4.3. Perancangan Program Vijeo Citect

Pada perancangan Simulasi program untuk tampilan

memberikan hasil sesuai dengan target yang diharapkan yaitu program

berjalan dengan baik sesuai dengan instruksi –instruksi pada program

68

yang dirancang dalam program unity. Respon respon yang diberikan

dalam perancangan Vijeo Citect ini sama halnya dengan respon output

dari Unity Pro. Biasanya respon yang diberikan dari PLC langsung

diaplikasikan ke aktuator pada industry pada umumnya, namun

sebelumnya perlu adanya proses simulasi yang merupakan gambaran

actuator secara visual atau sering disebut sebagai HMI (Human

Machine Interface) dalam hal ini Vijeo citect merupakan salah satu

software yang berfungsi untuk melaksanakan tugas tersebut.

Perancangan HMI pada penelitian ini akan membahas dari segi

sistem masukan nilai yang diperoleh dari Unity Pro dan akan

dikonversikan ke HMI yang seperti telah dijelaskan sebelumnya.

Setelah gambaran ilustrasi yang sesuai dengan aktuator dibuat dalam

Vijeo Citect maka hal yang perlu diperhaitkan ialah penyusuaian kinerja

dari aktuator tersebut dengan respon- respon yang akan diberikan.

Penelitian ini memiliki satu aktuator yang digunakan yaitu aktuator

gerbang penghalang dan sistem kerja untuk actuator gerbang

penghalang ini berjalan sesuai dengan tanggapan respon yang

diinginkan pada sistem yang dibuat. Sedangkan untuk rspon respon

yang lainnya tetap juga berjalan sesuai dengan sistem keluaran yang

diberikan oleh program Unity Pro. Berikut ini merupakan beberapa

gambaran keadaan dasar dengan respon yang dilakukan bila terjadi

69

reaksi pada software vijeo citect 70 dan beberapa respon respon pada

saat berjalannya keadaan rambu lalu lintas pada penelitian ini dan juga

keadaan baik padat dengan keadaan normal sama sistemnya yang

membedakan hanya pengaturan nilai delay pada setiap rambunya.

Gambar 4.6. Kondisi dasar rambu sebelum memulai.

Pada gambar 4.6. merupakan keadaan dasar vijeo citect suatu

sistem control pada penelitian yang belum merespon nilai masukan dari

nilai Unity Pro. Keadaan ini merupakan keadaan rambu pada saat benar

benar mati dan tidak berfungsi sama sekali.

70

Gambar 4.7. Respon yang diberikan setelah

menerima respon dari sensor LDR

Gambar 4.7. diatas menunjukkan bahwa nilai respon yang

diberikan terhadap sensor LDR berjalan dengan sistem yang dibuat

sebelumnya. Gerbang tertutup dan memberikan lampu peringatan

(lampu kuning menyala) bahwa akan adanya kereta akan melewati

persimpangan tersebut.

71

Gambar 4.8. Kondisi keadaan rambu

saat kereta melalui persimpangan

Gambar 4.8. diatas merupakan gambaran HMI pada saat kereta

melalui persimpangan tersebut, pada rambu tersebut terlihat bahwa pada

rambu dari arah utara yang hendak menuju kearah barat maupun timur

berwarna merah yang menandakan dilarang untuk berjalan dan juga di

jaga dengan penutupan gerbang penutup jalur kereta. Sesuai dengan

gambar diatas bahwa hasil dari aplikasi pada program vijeo citect dari

Unity berjalan dengan baik.

72

Gambar 4.9. Keadaan rambu menjelang

akhir kereta melaju persimpangan rambu

Pada gambar 4.9. merupakan keadaan dimana timer delay untuk

kereta untuk melaju persimpangan tersebut mendekati akhir, namun

bila respon dari sensor masih memberikan nilai bahwa kererta masih

melaju pada persimpangan tersebut maka keadaannya akan kembali

keawal lagi (kembali ke keadaan seperti gambar 4.6). Pada rambu utara

lampu berwarna merah kuning menandakan bahwa rambu tersebut bila

sensor tidak memberikan tanggapan kembali maka sistem akan

dikembalikan kembali keadaan dasar sistem rambu lalu lintas yang

dimulai dengan terbukanya untuk jalur dari arah utara menuju kesegala

arah baik barat maupun timur dan lampu merah kuning merupakan

73

lampu peringatan untuk bersiap siap untuk melaju sesuai dengan konsep

rambu lalu lintas pada umumnya.

Sedangkan berikut ini merupakan beberapa hasil dari

perancangan program Unity Pro dengan Vijeo Citect. Keadaan normal

dan keadaan padat secara gambar tidak memberikan nilai perbedaan,

pada pembahasan ini hanya melihat perwakilan hasil kombinasi

keadaan pada penelitan rambu lalu lintas pada tiga persimpangan.

Gambar 4.10. Keadaan untuk jalur utara terbuka kesegala arah

baik menuju barat maupun timur.

Terlihat pada gambar diatas bahwa rambu utara berwarna hijau

dengan demikian maka kendaraan untuk menuju kearah barat maupun

timur bisa melaju dan juga untuk jalur dari arah barat menuju kearah

utara terbuka karena tidak menggangu laju kendaraan dari arah utara

74

yang hendak menuju timur maupun barat. Sedangkan untuk rambu dari

arah timur tertutup dan lampu berwarna merah.

Gambar 4.11. Keadaan untuk jalur timur terbuka kesegala arah

baik menuju utara maupun barat.

Sama seperti gambar sebelumnya bahwa salah satu arah dari

persimpangan terbuka untuk kesegala arah dan begitu pula untuk rambu

selain itu.

75

Gambar 4.12. Keadaan hati-hati

Berbeda dengan gambar sebelumnya, pada gambar 4.12 diatas

merupakan keadaan dimana kesinergisian antara lampu rambu lalu

lintas yang satu dengan yang lainya berjalan sesuai dengan tanggapan

keadaan selanjutnya.

76

Gambar 4.13. Kesinergisan antara setiap rambu lalu lintas

Gambar 4.13. merupakan kesinergisian lampu rambu lalu lintas

pada setiap persimpangannya. Untuk rambu utara memberika lampu

merah kuning menyala untuk kearah barat maupun timur yang

menandakan bahwa kendaraan yang berasal dari arah utara menuju arah

barat maupun timur bersiap-siap untuk melajukan kendarannya. Untuk

rambu timur sebelumnya memang untuk dari arah timur menuju utara

tertutup sehingga lampu rambu tersebut sudah berwarna merah, lampu

rambu timur barat sebelumnya memang berwana hijau maka dengan

respon ini rambu kuning menyala untuk menandakan bahwa kendaraan

yang melaju dari arah timur kearah barat akan tertutup. Begitu pula

dengan lampu rambu lalul lintas pada arah barat, namun untuk rambu

77

lalu lintas dari arah barat menuju utara tetap terbuka karena tidak

menghalangi laju kendaraan dari arah utara menuju barat maupun timur.

78

BAB V

Kesimpulan dan Saran

5.1. Kesimpulan

Perancangan simulasi sistem rambu lalu lintas menggunakan

Programmable Logic Controller (PLC) pada software Unity Pro XL 30

dan Vijeo Citect 70 telah berfungsi dengan baik, dimana rambu respon

yang diterima pada sistem-sistem rambu lalu lintas ini telah berjalan

sesuai dengan target yang telah direncanakan, meskipun ada beberapa

permasalahan yang belum dapat terpecahkan terutama penyusuaian

pengkondisian dari keadaan normal ke keadaan adanya kereta yang

lewat atau ke keadaan kondisi lalu lintas yang padat. Penggunaan

software Unity sebagai pusat sistem dari kontrolnya dapat berjalan

sesuai dengan yang diharapkan dan juga kesinergian antara program

software Untiy dengan Vijeo Citect juga dapat berjalan sesuai dengan

konsep yang sesuai pada Unity Pronya.

5.2. Saran

Pada penelitian ini memiliki beberapa kendala pada metode

function block yang terjadi sebelumnya, maka dengan demikian perlu

kiranya untuk penelitian selanjutnya menggunakan metode yang dapat

79

memahami semua pengontrolan yang akan digunakan untuk

menghasilkan pengontrolan yang lebih baik.

Penggunaan sensor LDR pada penelitian ini sekiranya kurang

layak dalam implementasi dalam kehidupan, yaitu banyaknya pengaruh

luar yang dapat mempengaruhi kinerja dari sensor LDR. Keterbatasan

sensor LDR mungkin dapat menjadi pertimbangan untuk penelitian

berikutnya dengan mempertimbangkan sensor-sensor lainya seperti Lux

Meter, Proximity, Limit Switch, dan lainnya.

79

DAFTAR PUSTAKA

A.C. Srivastava, Teknik Instrumentasi, Jakarta: UI-PRESS, 1987.

Botton, William, Programmable Logic Controller (PLC) Sebuah

Penghantar, Edisi Ketiga, Jakarta: Erlangga, 2003.

Depari, Ganti, Keterampilan Elektronika Untuk Pemula, Edisi

Pertama, Bandung: Penerbit M2S, 2003.

DOE and DOE Contractors, DOE FUNDAMENTALS HANDBOOK

INSTRUMNETATION AND CONTROL VOLUME 2 OF 2,

U.S. : U.S. Department of Energy Washington DC, 1992.

Fraden, Jacob, HANDBOOK OF MODERN SENSOR PHYSICS,

DESIGNS and APLICATIONS, Third Edition, USA: AIP

PRESS,2003.

Millman, Jacob, Microelectronics, Digital and Analog Circuit System,

Mc. Graw Hill,1979.

Mismail, Budiono, Rangkaian Listrik, Edisi Pertama, Bandung:

Penerbit ITB, 1995.

Paul Albert, Malvino, Prinsip-Prinsip Elektronika, Buku Satu,

Jakarta: Salemba Teknik, 2003.

Petruzella, Frank D, Industrial Electronics, London: Mc. Graw Hill,

1996

80

Prihono, Jago Elektronika Secara Ototdidak, Jakarta: PT. Kawan

Pustaka, 2009.

Setiawan, Iwan. Programmable Logic Controller (PLC) dan Teknik

Perancangan Sistem Kontrol. Yogyakarta: ANDI, 2006.

Soedjono, Hartanto, Merakit Elektronika, Semarang: Effhar Offset,

2005.

Steve, Jhon, Data Acquisition for Instrumnetation and Control

Systems, Burlington: Newnes, 2003.

Zamidra, Efvy Z, Mudah Menguasai Elektronika, Surabaya:

Indah Surabaya, 2002.

LAMPIRAN MODULE PLC N TRANSMITTER

LAMPIRAN MODULE PLC N TRANSMITTER

LAMPIRAN MODULE PLC N TRANSMITTER