Rancang Bangun Sistem Kelistrikan Bangunan Otomatis Berbasis Pemrograman Ladder Zelio.

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN

BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS

PEMROGRAMAN

LADDER

ZELIO

ANDRI FERDIANSYAH

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

TUGAS AKHIR

RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN

BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS

PEMROGRAMAN

LADDER

ZELIO

ANDRI FERDIANSYAH NIM. 1004405112

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

ii

RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO

Tugas Akhir Ini Diajukan Sebagai Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata1) Pada

Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana

ANDRI FEDIANSYAH NIM 1004405112

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS

Tugas Akhir / Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar.

Nama : Andri Ferdiansyah

NIM : 1004405112

Tanda Tangan :

iv

LEMBAR PENGESAHAN

Tugas Akhir ini diajukan oleh:

Nama : Andri Ferdiansyah

NIM : 1004405112

Jurusan : Teknik Elektro dan Komputer

Judul Tugas Akhir : RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN

OTOMATIS BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO

Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan

Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana

DEWAN PENGUJI

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

NIP :196612181994031001 ……….

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

NIP : 196707011996031001 ……….

Penguji : Yoga Divayana, Ph.D

NIP : 198210072010121001 ……….

Penguji : Pratolo Rahardjo ST., MT.

NIP : 197207142000031003 ……….

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

NIP : 196505251992031004 ……….

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

Denpasar-Bali

Tanggal :

MENGETAHUI

Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul

“Rancang Bangun Sistem Kelistrikan Otomatis Bangunan Berbasis Pemrograman Ladder Zelio”. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan petunjuk, bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Udayana.

2. Bapak Wayan Gede Ariastina, ST., M.Eng.Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana. 3. Bapak Dr.Ir. Ida Bagus Alit Swamardika, M.Erg, selaku Dosen

Pembimbing I dan sekaligus sebagai Pembimbing Akademik yang telah memberikan bimbingan, perhatian serta dorongan sampai terlaksananya Tugas Akhir ini dan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.

4. Bapak I Gusti Agung Pt Raka Agung, ST., MT. sebagai Dosen Pembimbing II dan sekaligus sebagai dosen Konsentrasi Elektronika Kendali dan Robotika yang telah memberikan bimbingan dan perhatian kepada penulis selama pengerjaan Tugas Akhir ini dan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.

vi

Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana yang telah memberi pengajaran terbaik kepada penulis.

6. Bapak, Ibu, Kakak dan seluruh keluarga besar penulis, yang selalu memberikan dukungan moril, motivasi, dan materil selama menempuh pendidikan di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas Udayana.

7. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan dan saran yang telah diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat terselesaikan.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik, dan saran yang bersifat membangun dari pihak dosen penguji dan berbagai pihak lainnya sangat penulis harapkan, demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dalam pengembangan ilmu sains dan teknologi, serta menambah pengetahuan luas semua pihak.

Denpasar, April 2016

ABSTRAK

Mobilitas yang tinggi terkadang tidak memungkinkan bagi setiap pemilik rumah atau bangunan untuk menghidup-matikan perangkat elektronik khususnya pencahayaan lampu di malam hari. Hal ini dapat diatasi dengan membuat sebuah sistem kelistrikan yang bisa dikontrol otomatis sesuai waktu yang diinginkan dan tingkat kecerahan pada suatu ruangan. Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu sistem kelistrikan otomatis pada bangunan yang mengatur nyala dan padamnya lampu pada jam – jam tertentu selama seminggu atau pada tingkat kecerahan tertentu.

Metode dalam pembuatan sistem ini adalah dengan memanfaatkan masukan tegangan analog modul LDR (Light Dependent Resistor) untuk mengaktifkan lampu saat modul LDR mendeteksi gelap. sedangkan fungsi real time clock pada zelio digunakan mengatur nyala lampu pada jam 17:00 – 06:00 selama seminggu. Modul sensor MQ-2 merupakan perangkat tambahan yang digunakan untuk mendeteksi asap rokok atau LPG dengan keluaran sebuah kipas penghisap. Kontroler utama yang digunakan adalah PLC Zelio yang digunakan untuk memproses semua sinyal masukan.

Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa modul LDR dapat digunakan sebagai masukan untuk menyalakan lampu ketika mendeteksi gelap. Sedangkan fungsi real time clock zelio dapat mengontrol nyala dan padamnya lampu sesuai program yang digunakan pada zelio yakni pada jam 17:00 – 06:00 selama seminggu. Selain itu, penelitian ini juga menunjukkan bahwa kipas dapat berputar ketika sensor MQ-2 mendeteksi asap rokok atau LPG.

Kesimpulan dari penelitian ini adalah sistem kelistrikan otomatis menggunakan zelio sebagai kontroler utama berjalan dengan baik.

viii ABSTRACT

Sometimes, building’s owner mobility make them disable or forget to activate the electronic devices especially lamp lighting at night. It can be solved by build a automatically controllable electricity system that depend the time what they want and light intensity level at room. The aim of this research is to build an automatic lighting system at building that can be programmed depend on hours and days wanted and depend on light intensity level at room.

The methods of this research is using LDR (Light Dependent Resistor) analog input voltage to activate the lamp when detect dark condition. While, real time clock function to activate the lamp depend on zelio’s program setting (17:00 – 06:00 all of day). as additional, MQ-2 sensor to detect smoke gas or LPG. Zelio PLC (Programmable Logic Controller) is used to be main controller what processing all the input signal.

Result from this research shows that LDR (Light Dependent Resistor) able to activate the lamps when it detects the dark condition. While, Zelio’s real time clock function able used to be input signal to activate the lamp depend on zelio’s program setting (17:00 – 06:00 all of day). Other, this research also showing the fan is able to blow when MQ-2 sensor module detects the smoke gas or LPG.

The conclusion is, automatically electricity system using zelio as main controller is worked properly.

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ... i

LEMBAR PERSYARATAN GELAR ... ii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS ... iii

LEMBAR PENGESAHAN ... iv

x

2.11 Sensor MQ-2 ... 22

BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian ... 24

3.2 Sumber Data Penelitian ... 24

3.3 Perancangan Rangkaian Sistem Kelistrikan ... 24

3.3.1 Pemilihan Komponen Komponen Yang Digunakan ... 24

3.4 Perancangan Software ... 26

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.12 Konfigurasi Counter Comparator ... 12

Gambar 2.13 Kontak Analog Comparator ... 13

Gambar 2.20 Contoh Rangkaian Listrik ... 16

Gambar 2.21 Contoh Pemrograman Ladder Zelio ... 16

xii

Gambar 2.29 Simbol LDR ... 21

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

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

Gambar 2.32 Modul Sensor MQ-2 ... 23

Gambar 3.1 Rangkaian modul LDR ... 25

Gambar 3.2 Rangkaian modul MQ-2 ... 25

Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Kelistrikan ... 26

Gambar 3.4 Ladder Diagram ... 28

Gambar 3.5 Pengaturan RTC ... 28

Gambar 3.6 Konfigurasi analog comparator A1 ... 29

Gambar 3.7 Konfigurasi analog comparator A2 ... 29

Gambar 3.8 Diagram Alur Sistem Kelistrikan Otomatis ... 30

Gambar 4.1 Cara Pengujian Real Time Clock ... 33

Gambar 4.2 Pengaturan Real Time Clock ... 33

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

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

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

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

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

Gambar 4.14 Simulasi Program Saat Sumber Cahaya ke LDR Dihalangi (Gelap) . 38 Gambar 4.15 Pengujian Modul LDR Saat Kondisi Normal (Terang)... 39

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

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

Gambar 4.19 Cara Pengujian LDR Terhadap Waktu ... 40

Gambar 4.20 Pemasangan LDR ... 41

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

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

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

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

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

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

Gambar 4.27 Simulasi Program Saat Modul Sensor MQ-2 tidak Mendeteksi Asap Rokok atau LPG ... 43

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Perbandingan Kontroler ... 6

Tabel 2.2 Simbol Saklar Zelio ... 9

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

Tabel 3.1 I/O Zelio ... 27

Tabel 3.2 Pengujian Real Time Clock ... 31

Tabel 3.3 Pengujian Modul Sensor LDR ... 32

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

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Real Time Clock ... 35

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

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

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Sistem kelistrikan dalam rumah tangga merupakan kebutuhan mendasar bagi setiap pemilik rumah. Sistem kelistrikan yang tersedia tersebut digunakan pemilik rumah untuk memenuhi kebutuhannya untuk mengaktifkan berbagai perangkat elektronik di dalam rumah. Khusus kebutuhan pencahayaan menggunakan lampu pada malam hari merupakan hal yang sangat dibutuhkan pada setiap rumah tangga untuk menunjang aktifitas manusia di dalam rumah. Bahkan pencahayaan pada malam hari dianggap penting dipenuhi walau tidak ada penghuni rumah demi alasan keamanan. Mobilitas tinggi penghuni rumah terkadang tidak memungkinkan penghuni rumah untuk pulang dan menghidupkan sistem kelistrikan padahal kebutuhan listrik pada malam hari dianggap penting ketika rumah tersebut ditinggal penghuni khususnya pencahayaan di malam hari.

“Smart building merupakan sebuah konsep yang mengacu pada penggunaan teknologi informasi dan komputer untuk mengendalikan peralatan yang berada di dalam bangunan tersebut seperti lampu. Sistem yang beroperasi dalam smart building dapat berupa sistem kontrol jarak jauh yang sederhana dari lampu-lampu hingga sebuah sistem yang berbasis komputer, mikrokontroler, ataupun PLC yang memiliki tingkat kehandalan yang bervariasi yang secara otomatis mengontrol peralatan yang berada di dalam bangunan. Elemen dalam sebuah sistem smart building terdiri dari sensor (seperti sensor cahaya atau sensor suhu), pengontrol (seperti PLC atau mikrokontroler) dan aktuator (seperti motor, relay, servo atau saklar lampu). Sebuah antarmuka antara manusia dengan mesin diperlukan, agar pemilik bangunan dapat berinteraksi dengan sistem untuk memonitor atau mengontrolnya.” (Simanjuntak,2013).

2

untuk kemudian diteruskan ke sinyal keluaran (output) seperti : lampu, buzzer, valve dan lain lain. Beberapa keunggulan pemanfaatan kontroler PLC menurut (R&D Center,2010:7) adalah memiliki banyak fungsi, mudah untuk didesain, mudah melakukan perawatan, mudah melakukan pengontrolan, mudah melakukan modifikasi dan tentunya memiliki kemampuan yang handal.

Berdasarkan penjabaran pada paragraf sebelumnya, maka dibuatlah rancang bangun sistem kelistrikan otomatis bangunan berbasis pemrograman ladder zelio. Rancang bangun ini menggunakan PLC Zelio (pemrograman berbasis ladder) yang dianggap handal sebagai kontroler utama. Sedangkan sinyal masukan untuk mengaktifkan perangkat kelistrikan adalah fungsi Real Time Clock pada zelio tersebut. Selain itu, rancang bangun ini juga ditambahkan modul sensor LDR untuk menghidupkan lampu otomatis disaat gelap dan modul sensor asap MQ-2 untuk mengaktifkan kipas penghisap asap.

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana lampu penerangan yang dikontrol oleh Real Time Clock Function dan modul LDR berbasis pemrograman ladder PLC zelio?

2. Apakah kipas penghisap asap rokok atau LPG bisa berputar atau berhenti berputar berdasarkan kondisi sensor MQ-2 yang dikendalikan PLC Zelio? 3. Bagaimana sistem kelistrikan bangunan otomatis berbasis pemrograman

ladder PLC zelio dapat direalisasikan?

1.3 Tujuan penelitian

Tujuan yang ingin dicapai adalah menciptakan suatu sistem kelistrikan bangunan otomatis berbasis pemrograman ladder zelio.

1.4 Manfaat Penelitian

3

1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Batasan masalah yang akan dibahas adalah sebagai berikut :

1. Tugas Akhir ini adalah sebuah simulasi pada prototype sistem kelistrikan sebuah ruangan.

2. Output yang digunakan adalah tiga buah lampu 220 VAC dan sebuah kipas penghisap asap 220 VAC (yang disimulasikan dengan kipas 24 VDC) dari empat terminal output yang tersedia.

3. Input Function yang digunakan adalah Real Time Clock zelio untuk menghidupkan lampu 220 VAC pada jam-jam tertentu.

4. Input Analog yang digunakan adalah satu modul sensor LDR untuk mendeteksi gelap dan satu modul sensor MQ-2 untuk mendeteksi asap dari empat terminal input analog yang tersedia.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan dalam Tugas Akhir ini terdiri dari 5 bab, yaitu: BAB I : PENDAHULUAN

Berisi latar belakang permasalahan, batasan masalah, tujuan, manfaat, batasan masalah, dan sistematika penulisan dari penulisan usulan tugas akhir ini.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Membahas tentang teori-teori dasar yang menunjang pembuatan sistem kelistrikan otomatis berbasis pemrograman ladder zelio.

BAB III : METODE PENELITIAN

Membahas tentang perencanaan dan pembuatan sistem secara keseluruhan.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Membahas tentang hasil dan analisa pengujian sistem yang dilaksanakan

BAB V : PENUTUP

4

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Tinjauan Mutakhir

Tinjauan mutakhir diperlukan untuk menunjang rancang bangun yang akan dilakukan. Pembuatan rancang bangun sistem kelistrikan otomatis ini merupakan pengembangan dari beberapa rancang bangun sebelumnya, yaitu: 1. “Rancang Bangun Kontrol Peralatan Listrik Otomatis Berbasis AT89S51” (Hamdan, 2012). Rancang bangun yang dijabarkan pada point 1 diatas menggunakan perangkat kontrol utama mikrokontroler AT89S51 yang pemrogramannya berbasis structure text. Sinyal masukan yang digunakan adalah keypad untuk memilih output yang ingin dijalankan. Rancang bangun point 1 diatas memiliki modul transistor dan relay untuk mengendalikan tegangan 220 VAC dengan sinyal keluaran 5 VDC pada mikrokontroler.

2. “Sistem Kontrol Penyalaan Lampu Ruang Berdasarkan Pendeteksian Ada

Tidaknya Orang Di Dalam Ruangan” (Otomo,2013). Prinsip kerja rancang bangun point 2 diatas adalah sistem kontrol lampu otomatis yang mendeteksi ada atau tidaknya orang di dalam ruangan dengan menggunakan sensor Passive InfraRed (PIR). Kontroler utama yang digunakan adalah mikrokontroler AT89S51. Jarak maksimum yang dapat dideteksi sensor PIR adalah 4,3 meter pada sudut 0° (lurus dari depan sensor), dan 2 meter pada sudut 30° (kekiri dan kekanan). Sedangkan relay digunakan untuk menghubungkan antara arus DC dan arus AC.

5

mengatur peralatan listrik tersebut. Prototype akan mengontrol peralatan listrik berdasarkan perintah yang dikirim oleh client. Client adalah aplikasi web browser yang ada pada perangkat yang digunakan untuk mengontrol prototype. Hasil dari proses perancangan adalah sebuah prototype yang dapat menghidupkan atau mematikan peralatan listrik dari jarak jauh melalui jaringan internet menggunakan aplikasi web browser. Kontroler utama dalam rancang bangun ini adalah arduino uno.

4. “Pengaruh Sensor LDR Terhadap Pengontrolan Lampu” (Supatmi,2010). Penelitian ini membahas tentang pengaruh sensor cahaya LDR terhadap pengontrolan lampu. Sensor dirancang bersamaan dengan transistor. Transistor ini digunakan sebagai pembanding cahaya lampu yang masuk pada sensor LDR. 5. “Penggunaan Sensor MQ-2 Sebagai Pendeteksi Asap Rokok”. (Mandagi,2013). Rancang bangun ini membahas penggunaan sensor gas MQ-2 sebagai pendeteksi asap rokok yang dihubungkan dengan output kipas. Sedangkan microcontroller yang digunakan adalah AT89S52.

2.2 PLC ( Programmable Logic Controller )

National Electrical Manufacturers Association (NEMA) mendefinisikan PLC (Programmable Logic Controller) sebagai sebuah perangkat elektronik berbasis digital yang mempunyai memori yang bisa diprogram untuk mengolah fungsi fungsi spesial seperti logika, sekuensial, pewaktuan, penghitungan, dan komputasi sinyal masukan atau keluaran analog maupun digital yang dapat diterapkan untuk berbagai macam mesin dan proses produksi. “PLC (Programmable Logic Controller) menggantikan fungsi relay, timer, counter yang digunakan pada kontroler lama dengan komponen semikonduktor seperti IC (Integrated Circuit) dan transistor dengan tambahan kemampuan komputasi pada

fungsi dasar pengontrolan untuk membuat kontrol yang bisa diprogram.” (R&D Center,2010:3).

6

Tabel 2.1 Perbandingan kontroler

Kategori Relay Digital logic/ Microcontroller

Modifikasi Sangat sulit Sulit Sangat sederhana

Sangat sederhana Perawatan Sangat sulit Sulit Sangat

sederhana

Sangat sederhana (sumber : R&D Center,2010:7)

Dari tabel 2.1 dapat disimpulkan bahwa PLC memiliki banyak keunggulan dibanding dengan kontroler lain. Dari segi kontrol, PLC membutuhkan waktu yang lebih cepat untuk pengintegrasian dengan modul I/O. Selain itu, modifikasi program sangat mudah dilakukan karena berbasis pemrograman yang menyerupai rangkaian listrik yang mudah dipahami yang dilengkapi fungsi-fungsi internal seperti timer, counter, analog comparator dan lain-lain yang sangat memudahkan perancangan. Sedangkan dari sisi perawatan, kemampuan yang handal dari PLC tidak membutuhkan perawatan yang berkala.

Karakteristik PLC menurut (R&D Center,2010:7)

1. Memiliki banyak jenis fungsi seperti timer,counter dan fungsi lainnya.

2. Memiliki program dengan fungsionalitas tinggi ( mudah untuk mendesain rangkaian kontrol).

7

2.3 Perangkat Keras PLC Zelio (SR2B121BD)

Zelio merupakan produk PLC (Programmable Logic Controller) yang diproduksi oleh Schneider Electric. Zelio pada sistem otomasi digunakan sebagai main controller yang memproses sinyal masukan untuk selanjutnya diteruskan ke perangkat keluaran.Zelio merupakan perangkat elektronik yang kompatibel untuk digunakan sebagai perangkat pemrograman mesin mesin ataupun perintah sederhana dalam industri. Gambar 2.1 merupakan perangkat keras zelio (SR2B121BD).

Gambar 2.1 Zelio tipe SR2B121BD

Bagian bagian gambar 2.1 meliputi : 1. Terminal tegangan 24 VDC 2. Terminal netral

3. Terminal digital input (I1-I4) + analog input (IB-IE) 4. LCD

5. Tombol pemrograman manual 6. Slot komunikasi data

7. Terminal common tegangan 8. Empat terminal output (Q1-Q4)

8

2.4 Perangkat Lunak Zeliosoft 2.0

Perangkat lunak zeliosoft 2.0 merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk melakukan pemrograman maupun simulasi pada perangkat keras zelio. Ada dua pilihan bahasa yang bisa digunakan adalah ladder dan function block diagram. logo perangkat lunak zeliosoft 2.0 ditunjukkan pada pada gambar 2.2.

Gambar 2.2 Logo perangkat lunak zeliosoft 2.0

2.4.1 Main Window Zeliosoft 2.0

Main window zeliosoft 2.0 adalah layar utama untuk melakukan pemrograman ladder pada sistem. Main window zeliosoft 2.0 ditunjukkan pada Gambar 2.3.

9

1. Program Consistency

Program Consistency Berfungsi sebagai indikator bahwa program sudah

benar dan bisa dijalankan. Untuk mengetahui kesalahan pada program, cukup click ikon program consistency yang dimaksud.

2. Transfer

Transfer berfungsi untuk mengunduh program dari PC ke hardware zelio atau dari hardware zelio ke PC.

3. Edit

Edit berfungsi untuk melakukan edit program yang diinginkan. 4. Simulation

Simulation berfungsi untuk memulai simulasi program. 5. Monitoring

Monitoring berfungsi untuk memonitor program yang telah terhubung dengan sistem perangkat keras zelio.

6. Switch Field

Switch Field berfungsi untuk menempatkan fungsi kontak NO/NC pada program.

7. Coil Field

Coil Field berfungsi untuk menempatkan fungsi koil pada program.

8. Discrete Input (I) membuka dan arus tidak bisa dialirkan. Tabel 2.2 merupakan simbol saklar zelio.

Tabel 2.2 Simbol saklar zelio

Discrete input Keterangan NO

10

9. Front Panel Button (Zx)

Front Panel Button (Zx) berfungsi untuk mengaktifkan tombol depan perangkat keras zelio sebagai sinyal masukan.

10. Discrete Output (Q)

Discrete Output (Q) berfungsi untuk memproses sinyal masukan digital 0 atau 1 dari discrete input. Pada zeliosoft 2.0 discrete output memberikan sinyal keluaran 24 VDC apabila telah diaktifkan oleh discrete input. Gambar 2.4 merupakan gambar discrete output pada zeliosoft 2.0.

Gambar 2.4 Simbol keluaran zeliosoft 2.0

11. Internal Relay (M)

Internal relay (M) berfungsi sebagai relay yang bisa diprogram beserta kontak kontaknya.

(a) (b)

Gambar 2.5a Koil Internal Relay Gambar 2.5b Kontak Internal Relay

12. Timer (Tx)

Timer berfungsi sebagai fungsi pewaktuan pada pemrograman zelio.

(a) (b)

11

konfigurasi timer ditunjukkan seperti gambar 2.7.

Gambar 2.7 Konfigurasi timer

Gambar 2.7 menjelaskan bahwa ketika coil timer mendapat pulsa kontinyu, kontak timer akan aktif 5 detik setelahnya (time delay on).

13. Counter (Cx)

Counter (Cx) berfungsi untuk menghitung naik (counter-up) dan menghitung turun (counter-down) suatu pulsa masukan dan memprosesnya untuk diteruskan ke output.

(a) (b)

Gambar 2.8a Koil counter Gambar 2.8b Kontak counter

Untuk konfigurasi counter ditunjukkan pada gambar 2.9 .

Gambar 2.9 Konfigurasi counter

12

14. Fast Counter (TKx)

Pada dasarnya sama dengan counter biasa, hanya saja fast counter bisa menghitung pulsa yang berjalan dengan periode sangat cepat.

Gambar 2.10a Koil fast counter Gambar 2.10b Kontak fast counter

15. Counter Comparator (Vx)

Counter comparator berfungsi sebagai pembanding sinyal pulsa masukan antara dua counter atau counter dengan konstanta dan memprosesnya untuk selanjutnya diteruskan ke output.

Gambar 2.11 Kontak counter comparator

Gambar 2.12 Konfigurasi counter comparator

13

16. Analog Comparator (Ax)

Analog Comparator (Ax) berfungsi untuk memproses dua masukan analog atau analog dengan konstanta kemudian meneruskannya ke kanal keluaran (output).

Gambar 2.13 Kontak analog comparator

Gambar 2.14 Konfigurasi analog comparator

Gambar 2.14 terlihat masukan analog (Ib) dibandingkan dengan konstanta (poin 1). Dengan nilai referensi 5.5 V dan nilai histerisis 2.5 V (poin 2). Poin 3 menunjukkan operator pembanding yang digunakan. Dari poin 4 diatas terlihat bahwa switch analog comparator (A1) akan aktif ketika masukan analog bernilai 3 V sampai 8 V.

17. Real Time Clock pada Zeliosoft 2.0

Real Time Clock merupakan fungsi pewaktuan waktu sebenarnya yang berisi pengaturan hari dan jam untuk dijadikan sinyal masukan pada zelio. Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada gambar 2.15.

14

Gambar 2.16 Pengaturan input RTC zeliosoft 2.0

Gambar 2.16 terlihat bahwa pengaturan hari aktif yang diinginkan adalah dari Senin sampai Selasa (point 1). Sedangkan pengaturan jam hidup yang diinginkan adalah 10:00 dan waktu mati 12:00 (point 2). Jadi masukan Real Time Clock ini akan aktif setiap hari Senin sampai Sabtu dari pukul 10.00 – 12.00 seperti yang dilihatkan pada point 3.

18. Text blocks

` Text blocks ketika diaktifkan berfungsi sebagai keluaran untuk menampilkan tanggal pada tampilan hardware zelio.

15

Gambar 2.18 Konfigurasi text block

19. LCD Backlighting

LCD Backlighting berfungsi sebagai indicator untuk menghidupkan layar pada hardware Zelio saat diaktifkan.

Gambar 2.19 Kontak LCD Backlighting

20. Save

Save berfungsi untuk menyimpan program.

2.5 Pemrograman Ladder

16

Tabel 2.3 Perbandingan simbol listrik dan ladder zelio

Listrik Ladder Zelio

Coil

NO

NC

Untuk lebih memahami ilustrasi perbandingan antar rangkaian listrik dan pemrograman ladder pada zelio dapat dilihat pada gambar 2.20 dan 2.21.

Gambar 2.20 Contoh rangkaian listrik

17

Ilustrasi gambar 2.20 dan 2.21 terlihat bahwa hampir tidak ada perbedaan antara pemrograman ladder dengan rangkaian listrik sesungguhnya. Hal inilah yang membuat bahasa pemrograman ladder dianggap mudah dipahami.

2.6 Lampu Fluorescent 220 VAC

Lampu Fluorescent adalah jenis lampu yang memanfaatkan perpendaran cahaya dari fosfor karena adanya radiasi ultraviolet dari uap/gas mercury (mercury vapor) yang teraliri energi listrik. Lampu Fluorescent memerlukan tegangan 220 VAC untuk penyalaannya.

(a) (b)

Gambar 2.22a Simbol lampu Gambar 2.22b Lampu

(Sumber: http://tj-tehnik.indonetwork.co.id/930624/philips-genie-lampu-genie.html)

2.7 Relay

Relay adalah sebuah saklar yang dapat dikendalikan dengan listrik (switch electrically). Simbol relay ditunjukkan pada gambar 2.23.

Gambar 2.23 Simbol relay

18

tegangan listrik maka akan terjadi medan magnet yang dapat menarik kontak kontak saklar pada relay. Hal ini yang menyebabkan kontak NO akan terhubung dengan common dan kontak NC akan terputus dengan common. Tujuan utama pemakaian relay adalah pengendalian rangkaian listrik dengan memanfaatkan fungsi logika NO/NC pada relay tersebut dan sebagai pengendali sistem tegangan tinggi dengan menggunakan tegangan yang lebih rendah.

Gambar 2.24 Relay

(Sumber: http://www.aotewell.com/product/omron-relay-ly2n.html)

2.8 Power Supply

Power supply adalah perangkat elektronik yang mengkonversi tegangan AC (contoh tegangan sumber PLN 220 VAC) menjadi tegangan DC. Nilai tegangan DC yang dikonversi bermacam-macam. Diantaranya 6 VDC, 12 VDC, 24 VDC dan 48 VDC. Pemanfaatan power supply dalam sistem kelistrikan diperlukan mengingat beberapa komponen listrik membutuhkan tegangan DC. Contoh pemanfaatan power supply dalam dunia kelistrikan adalah pada adaptor printer 12 VDC dan power supply 24 VDC pada perangkat zelio.

Gambar 2.25 Power supply

19

2.9 MCB ( Miniature Circuit Breaker )

MCB (Miniature Circuit Breaker) merupakan perangkat elektronik yang digunakan untuk memutus arus berlebih dan memutus terjadinya hubung singkat pada sistem kelistrikan. Selain itu MCB (Miniature Circuit Breaker) juga digunakan sebagai saklar utama dan pembagi beban dalam sebuah sistem kelistrikan. Arus nominal yang terdapat pada MCB adalah 1A, 2A, 4A, 6A, 10A, 16A, 20A, 25A, 32A dan lain sebagainya. Arus nominal yang dimaksud merupakan daya hantar arus MCB pada sistem kelistrikan. Menurut prinsip kerjanya MCB (Miniature Circuit Breaker) dibagi menjadi 2, yaitu:

1. Pemutusan MCB karena Elektromagnetik

Pemutusan yang terjadi karena nominal arus tertentu yang menyebabkan koil terinduksi dan menimbulkan medan magnet. Hal ini akan mengakibatkan poros yang tertarik dan menjalankan tuas pemutus.

2. Pemutusan MCB karena panas

Pemutusan yang terjadi karena penggunaan arus yang melebihi batas maksimal. Arus yang melebihi batas maksimal akan menimbulkan panas yang akan membuat bimetal melengkung dan mendorong tuas pemutus akibatnya MCB akan trip (memutuskan arus).

20

Gambar 2.27 MCB

(Sumber: http://www.schneider-electric.com/products/WW/EN/1600-din-rail-modular-devices/1655-multi-9-modular-devices/888-c60/)

2.10 Light Dependent Resistor (LDR)

Light Dependent Resistor (LDR) adalah resistor yang nilai hambatanya dipengaruhi oleh cahaya yang mengenainya. Resistansi LDR akan berubah seiring dengan perubahan intensitas cahaya yang mengenainya atau yang ada disekitarnya. Dalam keadaan gelap resistansi LDR sekitar 10MΩ dan dalam keadaan terang sebe-sar 1KΩ atau kurang.

Gambar 2.28 Grafik hubungan resistansi LDR dengan intensitas cahaya

21

Karakteristik LDR menurut (Supatmi,2010) terdiri dari dua macam yaitu Laju Recovery dan Respon Spektral:

1. Laju Recovery

Bila sebuah LDR dibawa dari suatu ruangan dengan level kekuatan cahaya tertentu ke dalam suatu ruangan yang gelap, maka bisa kita diamati bahwa nilai resistansi dari LDR tidak akan segera berubah resistansinya pada keadaan ruangan gelap tersebut. Namun LDR tersebut hanya akan bisa mencapai harga di kegelapan setelah mengalami selang waktu tertentu. Laju recovery merupakan suatu ukuran praktis dan suatu kenaikan nilai resistansi dalam waktu tertentu. Harga ini ditulis dalam K/detik, untuk LDR tipe arus harganya lebih besar dari 200K/detik(selama 20 menit pertama mulai dari level cahaya 100 lux), kecepatan tersebut akan lebih tinggi pada arah sebaliknya, yaitu pindah dari tempat gelap ke tempat terang yang memerlukan waktu kurang dari 10 ms untuk mencapai resistansi yang sesuai dengan level cahaya 400 lux.

2. Respon Spektral

Respon spektral adalah respon sensitivitas LDR terhadap panjang gelombang warna yang diterima oleh LDR. Hal ini mengakibatkan perbedaan nilai pembacaan hambatan pada tiap gelombang warna yang berbeda.

Gambar 2.29a Simbol LDR Gambar 2.29b LDR

(Sumber: http://teknikelektronika.com/pengertian-ldr-light-dependent-resistor-cara-mengukur-ldr/)

22

Sensor MQ-2 merupakan sensor yang mampu mengkonversi fenomena kimia dalam hal ini gas menjadi besaran listrik. Sensor MQ-2 terbuat dari bahan peka gas yaitu timah oksida (SnO2) dan bekerja pada tegangan 5 VDC. Semakin besar kadar gas yang diterima sensor MQ-2, maka relatif semakin kecil nilai hambatannya atau konduktifitasnya naik dengan range hambatan internal yang dimiliki ketika mendeteksi konsentrasi gas sebesar 3 KΩ - 30 KΩ. Nilai hambatan inilah yang kemudian dikonversi menjadi tegangan masukan yang akan menjadi nilai masukan ke controller.

Gambar 2.30 Grafik karakteristik sensitivitas MQ-2

23

Gambar 2.31 Rangkaian modul sensor MQ-2

(Sumber: datasheet MQ-2)

Gambar 2.31 merupakan gambar rangkaian penggunaan sensor MQ-2

dengan RL yang direkomendasikan adalah 10 KΩ. dari gambar 2.31 dapat diketahui nilai Rs tanpa melakukan pengukuran langsung dengan persamaan : Rs=(Vc/Vout-1) x RL

Gambar 2.32 Modul Sensor MQ-2