Jurnxt Teknik [nergi, \'ol.l , No-l, April20ll rssN 2089 - 2527

SISTEM PENGATUR GORDEN PADALAMPU BERBASIS PLC

Hanono Budi Santoso, Agoeng H. Rahardjo, Risa Utami Arsaf

Jurusan Teknik Konversi Energi - Politeknik Negeri BandungJl. Gegerkalong Hiliq Ds Ciwaruga - Bandung 40551

Email: hartono@esiJabs.com

PENDAHUI,UAN

Aktifitas yang padat bagi manusia terkadangmengharuskan manusia itu sendiri untukmeninggalkan rumah dalam tempo yang cukuplama, dan biasanya ketika rumah ditinggalkankosong lampu selalu berada dalam keadaanmenyala. Hal ini dapat memboroskan energilistrik yang digunakan. Selain boros energikeadaan seperti ini dapat mengundang bahaya,karena orang akan dengan mudah mengetahuibahwa rumah itu kosong dan kemungkinanuntuk terjadinya kejahatan (pencurian) sangatbesar.

Power Suppy

Atas dasar keadaan ini tentunya dapat diatasidengan membuat suatu alat yang dapat mengaturIampu dan gorden secara otomatis. PengaturanIampu bertujuan untuk menghemat energi listrikyang digunakan, sedangkan pengaturan gordendigunakan untuk memberi kesan bahwa rumahtidak dalamkcadaan kosong. Dengan begitu rasaaman bagi manusia ketika meninggalkan rumahakan tercipta.

PERANCANGANALAT

a. PerangkatElektronik

Perangkat [ilektronik meliputi :

Gambar l. Rangkaian Power Supply

Tegangan input yang dibutuhkan oleh rangkaiansensoryaitu sekitar 5 Vdc dan l2Vdc, sedangkandriver relay dan motor DC memerlukantegangan input sebesar 24 Vdc. Rangkaianpower supply ini terdiri dari sebuahtransformator, tiga buah dioda bridge, enambuah kapasitor, dan tiga buah regulator masing-masing untuk output 5 Vdc, 12 Vdc dan24Y dc.

Transformator yang digunakan mempunyai arussebesar yaitu 3 ampere. Sedangkan kapasitoryang digunakan enam buah kapasitor dengannilai 330 pF/50V Regulator yang digunakanuntuk menghasilkan output 5 Vdc yaituLM7805, ouput l2 Vdc menggunakanLMTSl2,sedangkan untuk output 24 Vdc menggunakanLM1824.

20

AbstractWhen we leaving house in the empty situation which usually let the lamp on mak wasting the enetgl we used and

invited wicke[lness like robbing. Based on this situation the outhor create some device which give a savety when

leaving house. Fungtion of this deyice qre to control curtqin and lamp automatically. So we can spit peoPle thathouse not emptl. Theprinciple ofthis device is iJ user hlrn on the systemwith press the push button then at the sun risecurtain automatcdlly open antl the lamp will olf, and the other way curtqin will automatically close and lamp will be

on at the sunsel. The system consists of ln,'o subsystem: motor and railvt'ay curtain tack The whole systetn iscontrolled by PLC type OMRON CPM 1A. LI)R is a sensor to detect the light which places in out site room. Limitswitch placed at the end of railway curtain track \!hich used to stop the motor After testing, tee know that the system

need 3 minutes for open the curtaifiand 5 uinutes 20 secondfor close the curlain.

Key word : light sensor, PLC, Motor, Railway curtain track, Lomp

:r :lHHHH

,lurnnl'teknik Encrgi. \bl.l.\o.1, April 20ll

Lll i L lr Il! l - lt-l-I

lrl

Gambar2. Rangkaian sensor I-DR

Sensor yang digunakan untuk mendeteksicahaya yaitu t.DR. Prinsip kcrja sensor ini yairuketika sensor mendapatkan cahaya, makaresistansi LDR akan berubah menjadi kecilsehingga tegangan 5 Vdc dari supply dapatmengalir kc lC LM358. IC LM358 merupakanOp-Amp yang berfungsi sebagai komparatorTegangan pada pin 2 (inverting) akandibandingkan dengan tegangan pada pin 3 (non-inverting). RV l0Kf) berfungsi untuk mengaturbesar tegangan pada pin 2. Jika pada keadansensor tidak mendapatkan cahaya tegangan daripin 2 akan lebih kecil dibandingkan dengan pin 3sehingga akan ada tegangan output dari pin 1.

Tegangan ini digunakan untuk switchingtransistoryang akan menjadi input ke PLC.

Ketika transistor mendapatkan tegangan yangtebih dari tegangan nominal maka transistorberada pada kondisi saturasi. Daerah saturasiberada pada jangkauan 0V<VCE<0,7V Padadaerah ini, titik kolektor berada pada kondisibias maju lforw'ard blcs). Sehingga inputtegangan 24 Yolr akan mengalir untukmengaktifkan relay atau kondisi "ON" yangkemudian akan menjadi input PLC (input PLCmendapatkan tegangan 24 V). Sebaliknyaapabila masukan driver tidak mendapatkantegangan, maka transistor berada pada kondisicut-oJI. Dtoda digunakan untuk memproteksitransistor dari arus babk relay. Dioda yangdigunakan yainr tipe 1N4001 karena mudahdidapatkan. Sedangkan relay yang digunakanadalah relay Omron MY2 dengan input 24Vdc.

Ir

5

13 14 13

1

2 z

,3

ISSN 2089 - 2s27

Driver motor DC dua arahputaran

Gambar 3. Rangkaian Driver Motor DuaArah Putar

Rangkaian driv er diranc ang un tukmenggerakkan motor DC dengan dua arahputaran untuk menggerakkan gorden. Jika hanyarelay A,yatg aktif maka motor DC akan berputarsearah jarum jam (CW), karena relay A dalamkeadaan NO sedangkan relay B NC. Sebaliknyajika hanya relay B yang aktif maka motorberputar berlawanan jarum jam (CCW), karenarelay A dalam keadaan NC sedang$an relay BNO. Apabila tidak ada input dari alamat outputPLC baik yang kanan maupun yang kri, makamotor tidak akan bergerak, karena masing-masing kaki motor terhubung dengan GND.Ke&tarelay diaktifkan oleh PLC.

Driver L

Gambar 4. Rangkaian Driver Lampu

Rangkaian driver ini digunakan untuk mengahlrlampu dimana relay digunakan sebagai saklaryang terhubung dengan PLC, relay yangdigunakan jenis OMRON 24 volt. Jika pada

alamat ouQut terminal PLC "ON" (diatur sesuaidengan program yang diberikan) maka tegangan24Ydc yang terhubung pada common outputakan mengaktifkan relay, sehingga akan ada

perubahan mekanisme saklar otomatis dari NCke NO yang kemudian beban (lampu) akan ONkarena mendapatkan tegangan dari Vbeban.

ll

IJ

Ir

2t

Sensor LDR

Jurnlll Tcknik Energi, \'ol.l , No.l, APril20ll

Pengkabelan Inpul PLC

Tiap-tiap PLC pada dasamya merupakan sebuahmikrokontroller yang dilengkapi denganperipheral yang dapat berupa masukan digital;keluaran digital atau relay. CPMIA l0 memiliki4 output dan 6 input, indikator masukan dankeluaran, 4 macam lampu indikatol yaitu PWR,RUN, ERR/ALM, dan COMM. Alasandipilihnya PLC OMRON CPMIA adalah sesuaidengan kebutuhan dan tersedia di LaboratoriumSurya, Program Studi Teknik Konversi EnergiPOLBAN.Alamat input PLC OMRON CPM lA 10 YOterdapat 6 alamat. Pada proyek akhir ini alamatinput yang digunakan hanya 5 buah alamat, yaitu000 sampai 004. Alamat ini digunakan unruk 2buah saklar start dan stop, sensor ZDR, dan 3

bloah limit switch. Terdapat satu common untuksemua alamat input yang terhubung d er.gan +24volt. Sedangkan push button, sensor LDR danlimit switch terhubnng dengan supply GND danalamat input PLC. Maka pengkabelan input yangdigunakan adalah seperti pada Gambar 5.

PLC

Gambar 5 . Pengkabelan Input PLCKeterangan :

STA: Tombol,SlarlSTO: Tombol StopSEN: Sensor CahayaLSB : IrrzitSx,irci BukaLST : Limit SwitchTuttt

ISSN 20t9 - 252?

Gambar 6. Realisasi Motor PenggerakGorden

2. Mekanik Rel Gorden

Pembuatan rel untuk penggerak gorden inimenggunakan rel gorden yang biasa di jual dipasaran dengan sistem tarik. Pada penelitian i:rirel dimodifikasi dengan menambahlan plat besiyang dipasang vertikal. Fungsi dari plat besi iniyaitu untuk menekan limit switch sebagaipembatas gerakan motor

Gambar 7. Realisasi Rel Gorden

Desain Mekanik Pemasangan Rel pada

Motor

Gambar 8. Rcalisasi Pemasangan Rel pada Motor

24 3L

I IE

Gambar 9. Realisasi Konffol PLC

22

b. Perancangan Mekanik

Perancangan mekanik meliputi :

l. Mekanik MotorGerakan untuk menutup dan membuka gordenmenggunakan motor gear 24Vdc sebagaipenggerak dimana gear motor dipasang denganulir yang sesuai. Sebagai dudukan untuk motormenggunakan bahan plat besi.

!II

I

II

ET'F

GI

.-

I

Jurnal Teknik Energi, \ol.l , No.l. Aptil20ll

c. Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan perangkat lunak dilakukan untukmemprogam PLC agar dapat digunakan sesuai

dengan yang diharapkan. Dalam memprogramPLC terdiri dari dua cara yaitu denganmenggunakan komputer d,an program console.

Namuri, pada perancangan ini komputerdigunakan sebagai alat untuk memprogram PLC

dengan menggunakan program Syswin 3.4.

Bahasa pemograman yang digunakan adalah

ladder diagrarn. Selanjutnya subbab ini akan

membahas perancangan dan realisasi perangkat

lunak termasuk penjelasan mengenai deskipsikerja sistem, pengalamatan masukan dan

keluaran PLC, serta diagram alir sistem

otomatis.

d. Perancangan Diagram Ladder

Perangkat J.unak merupakan pengendali dariperangkat keras, pada PLC bahasa pemogramanyang umum digunakan yaitu menggunakanladder diagram.Pembuatan program pada tugas

akhir ini menggunakan Syswis 3.4, Gambar l0merupakan./ow char, sistem dan Tabel l, 2, 3

dan 4 merupakan alamat - alamat input output

PLC.

Gambar 10. Flow chart

PLC

ISSN 2089 - 2527

Tabel2. Alanrat out PLT

Table J. Alarnat ou lba l1 FI Lachi

TI]II ]

TI\I {)

LSB

Galr,bat ll. State Diagram

PENGUJIANDAIIANALISAMetoda PenguiianAdapun pengujian sistem pada kodisi otomatisdilalrukan sesuai dengan tahapan berikut:

1. Berikan tegangan 220 Y AC pada panel

supply dan PC .

2. Aktifkan PLC dengan menekan tombolSTARTPLC.

3. Bukaprogram Syswin 3.4 PadaPC.

4. Download program yang telah dibuat diprogram STswln 3.4, cek masukan dan

keluaran yang telah dirancang pada

programkePLC.

5. Pastikan program pada Sysvrin 3.4 tetap

dalam keadaan wo rk online.

6. Ran program.

( )

ilfPD

EEG

Output N{otor DCNo AlamatMotor BukaI 1000Motor Tutup100 I2

Gnpu ONl t002

:\ama FungsiAIamatNoLatch STARTFlag II 200 00

State KeadaanOn

Kcterangan

0 Sclua OiI OFF

Motor Buka(NB)

TIM 3.SEN = ON;LST. MT = OFF

2 MototrTututp (MT)

TIM = oN;SEN.LSB.MB = OFF

LanDu ON SEN = OFF. TSB = ON

Slate I

Stale 2Stdte 0

Shte 3

mulai

OI

lmD! otrt

FumsiMas ukanNo AlaIIulSTARI McrrulaiI 000

STOP Bcrhcnti2 001SI]N -ScrsoraDR

3 002LS!] -Ei Srviiih

B.ka4 u)l

LSl Limit SwitchTutrp

5 00,1

IJ

Tabel l. Alamat

Tabel4. State Diagunr

I

LSB ON

7

lt

Jurul leknik 1:ntrsi. \ol.l . \o.1. .lpril20ll

Cek d;ddetat kondisi sistem.

Jika telah selesai, ubah mode run menjadi

mode program.

Matikar kondisi lrork online.

sebagai saklar. Rangkaian driver ini terdiri dari 4input yang masing-masing outputnya beruparelay yang akan digunakan sebagai input PLC.Berikut hasil pengukuran yang didapatkan.

Tabel 7. Driver Relay

Input (24 volt) Kond isi relayLr-rgic 0 Logic I

Relay l(sensor) Tetap NC-NORelay I (Lampu ) Tetap

NC-NO,NO*NC

Relay I (Motor Buka) TetapNC-NO.NO-NC

Relay 4 (N'totor Tutup) TetapNC*NO,NO-NC

Dari Tabel 7 di atas dapat diketahui bahwa driverrelay dan relay bekerja dengan baik.

MotorDC Bergerak DuaArah Putaran

Pergerakan motor DC dua arah dipakai padabagian penggerak gorden, Berikut ini adalahhasil penguj ian sistem.

Tabel8. Kondisi Motor dan Waktu Respon

LogicMotor waktu

0l .1,00 menitTutup 5.20 menit

Dari Tabel 8 di atas diketahui bahwa motor bisabergerak dua arah. Serta, dari lamanya waktumenunjukkan bahwa lama wakhr buka dan hrtupmembutuhkan waktu yang berbeda.

Pengujian dan Analisa Perangkat Lunak

I Setting Program

Penguj ian setting program dengan cara:I . Menyalakan komputer.

2. Menyalakan modul PLC.

3. Mengcompile program ladder secarakeseluruhan.

4. Mentransferprogram dari PC ke PLC.

5 . Menekan tombol start pada control board.

6. Melihat perubahan yang terjadi padainstruksi untuk setting program.

9

Alat Bantu yang Digunakan

Adapun alalalat dan program yang digunakandalam pengujian perangkat lunak ini adalah :

I. PLCOMRONSYSMACCPMIA-IO.

2. - PC Processor Pentium 4 Dual Core,I

Memory I GB. Hardisk 40G8. VCA 125-MB.

3. Pcrangkat lunak S.t'swin 3.4.

4. Pov'er Suppb,DC 24Y,lzY &5Y.

Pengujian dan Analisa Perangkat Keras

Pengujian yang dilakukan meliputi beberapabagian, yaitu bagian sensor I-DR, rangkaiandrivel pergerakan 2 arah motor DC.

I Rangkaian Sensor LDR

Rangkaian ini bcrfungsi sebagai pendcteksi adatidaknya cahaya yang berasal dari mataharikarena sensor ini diletakkan di luar. Sensor inibekeqa dalam dua kondisi, yaitu kondisi disinariatau tidak disinari, atau kondiai logic l/0.Berikut ini adalah hasil pengukuran keluaransensor LDR.

Tabel 5. Sensor LDR ketika diberi Cahaya

Sensor Keluaran(Logic)

^VoutTenkurn

[.t)ti l t0.i

Tar-Ll 6. Sensor LDR Ketika Tidak diberi Ca a

Berdasarkan kedua tabel di atas, maka bisa dianalisa bahwa sensor IDR bekerja dengan baikterhadap masukan cahaya.

I Rangkaian Drivcr RelayRangkaian driver merupakan rangkaian on-off.yang menggunakan transistor yang berfungsi

Sensr:r Keluara n

(l ogic)Vout

Terukur flfLDR 0

24

tss\ 2089 - 2527

Kondisi Motor

Bukal0

"0"

Jurnrl Trknik Energi, \bl.l , No.t, April20lt

0 Proses Kendali

Pengujian untuk proses kendali dilakukandengan cara:l. Mengkompile program secara keselunrhan.2. Mentransfer program dari PC ke PLC.

3. Menekan/memberikan ransangan padabagian masukan PLC.

4. Mengamati perubahan yang terjadi padaladderdiagram.

5. Semua program yang terkait sudahdicompile di computer dan tidak ada yangerorr.

6. Mengamati proses eksekusi program yangterjadi dalam sistem sehingga didapatkansistem kontrol yang sesuai dengan yang diinginkan.

I Program ON-OFF

Pengujian program on-olJ dilakukan unhrkmengetahui bahwa program dapat terus berjalansetelah tombol start PLC ditekan. Programterdapat pada lampiran sedangkan hasilpengujian terdapat pada Tabel9.

Tabel 9. Hasil Pengujian Program ON-OFFSistem

Berdasarkan Tabel 9, jika program di atasdijalankan maka push button srar, akan tetap onhanya dengan sekali picuan dari tombol JrartHal ini dikarenakan status keluaran 200.00diparalel dengan tombol sra,", tersebut untukmenyimpan status on. Kemudian diseri dengantombol s/op agar s aattombol stop on, maka akanmemutuskan status keluaran maupun tombolsrarr. Kemudian FIag tersebut akan menjadiawalan dari seluruh program pada sistem.Seperti yang terlihat pada gambar ladderdiagram dibawahini.

lssN 2089 , 252?

Gambar l2.Ladder Diagram Program Start-Stop

I Program Penggerak Motor

Gambar 13. Laddcr Diagram Program MotorBuka

Pada saat tombol Start ON maka Flag (OutputBayangan) pada alamat 200.00 akan ON,kemudian Flag tersebut akan menjadi awalandari seluruh program pada system. Syarat motorbuka yaitu ketika sensor luar mendapatkancahaya, Iimit switch tutup tidak ditekan danmotor tuhrp mati. Pada keadaan ii.ti motor akanberputar searah jarum jam.

Gambar 14. LadderDiagram Program MotorTutup

Kondisi untuk motor tutup ini tidakjauh berbedadengan kondisi pada motor buka. berhentinyamotor buka yaitu pada saat limit switch tutupditekan. Limit switch yang di tekan ini akanmengaktifkan timer yang kemudian dijadikansebagai pemucu untuk motor tutup. Syarat darimotor tutup ini adalah TIM 000 yang merupakanalamat timer dari limit switch tutup aktif, sensortidak mendapatkan cahaya, limit switch tidakditekan dan motor buka mati. Motor ini akanbergerak hingga limit switch buka oN. Padakeadaan ON motor akan bergerak berlawanandenganjarumjam

Tombol srarlPLC aktif

. push butlon sla onmaka

progrdrn dapatd ijalankan.

. lndikator .r/ar',PLC pada panel

nya la.

Tombo I stopPLC aktii

. push button sldl / o/1.

makaproglam tidak

dapat d-ljalankan.. lnd ikator r'1op PLC

pada panel n-v-a la

scsLlal

25

Aksi ''Reaksi ' fiISia-

05

rUB n d.! lrararo r*.fu,|

3Ep ra^g

a-..r, (* .r.rx.

flrG

a'rl

ID

Jurnal Teknik Entrgi, \bl.l , No.l, April 20ll

0 Programlampu

Gambar 15. Ladder Diagram Program LamPu

Menyala

Lampu akan menyala apabila sensor LDR tidakmendapatkan cahaya dan ketika limit switchbuka On. Kemudian lampu akan mati jika sensor

LDR mendapatkan cahaya dan limit switchbuka.

Analisis Proses Kerja AIat SecaraKeseluruhan

Dalam keadaan ON, ketika malam hari sensorLDR tidak mendapatkan cahaya dan motorpenggerak gorden akan berputar berlawanandengan jarum jam, hal ini terjadi karena motorbergerak mundur, kemudian motor akan berhentiapabila telah menekan limit switch buka dandengan seketika lampu akan menyala.Sebaliknya dalam keadaan pagi hari sensor akanmendapa&an cahaya dan motor akan bergerakmaju searah dengan jarum jam hinggamenyentuh limit switch tutup dan berhenti.Ketika motor bergerak maju secara otomatislimit switch buka akan OFF dan mematikanlampu.

rssN 2089 - 2s27

KESIMPULAN

Dari hasit uraian dan pengujian Tugas akhir inidapat diambil beberapa kesimpulan, yaitu

0 Realisasi alat bedudul Sistem Pengatur

Gorden dan Lampu Berbasis PLC dapat

dilaksanakan sesuai dengan batasanmasalah dan spesifikasi yang telahditetapkan oleh perancang.

O Waktu yang dibutuhkan unnrk membuka

gorden adalah 3 menit

a Waktu yang dibutuhkan untuk menutup

gorden adalah 5 menit 20 detik

26

DAT-IARPUSTAXAl. _,1997.A Beginner's Guide

To PLC. Omron Asia Pacific PTE. Ldt

2. Putra, Eko Agfianto, 2004. PLCKonsep, Pemrograman dan Aplikasi.Edisi pertama, Gava Media,Yogyakarta

3. _. htto://www.wikipedia.com.

28 Mei 2010.20.12 WIB

.&t osrE4$a*r lan$EYafax

s