TUGAS AKHIR SISTEM PENGENDALI DAN MONITORING OTOMASI TAKARAN DOSIS OBAT SERBUK ( PUYER ) BERBASIS PLC

i

TUGAS AKHIR

SISTEM PENGENDALI DAN MONITORING

OTOMASI TAKARAN DOSIS OBAT SERBUK

( PUYER ) BERBASIS PLC

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Oleh :

DANIEL WIKI PRATOMO

NIM : 085114016

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

ii

FINAL PROJECT

CONTROLLING AND MONITORING SYSTEM

THE AUTOMATION OF DOSE DRUG POWDERS

(PUYER) USING PLC

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree In Electrical Engineering Study Program

By :

DANIEL WIKI PRATOMO

NIM : 085114016

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

vi

HALAMAN PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

! "

"

#

" $

" $

"

! "

%

!

" !

!

!

"

& '

viii

INTISARI

Pada masa sekarang ini, hampir semua proses penakaran dosis obat serbuk di rumah sakit ataupun apotik menggunakan sendok takar. Hal ini dapat menyebabkan pembagian dosis menjadi tidak sama rata dalam setiap takarannya. Oleh karena itu, dibutuhkan suatu Alat Penakar Obat Serbuk Otomatis dengan suatu sistem yang dapat mengawasi dan mengendalikan proses penakaran dosis obat serbuk secara keseluruhan dengan harga terjangkau. Tugas akhir ini meneliti program pada sistem Alat Penakar Obat Serbuk otomatis tersebut.

Sistem pengendali dan monitoring pada Alat Penakar Obat Serbuk menggunakan sebuah komputer, dan didalamnya terdapat program Visual Basic 6.0 yang bekerjasama dengan program ladder pada PLC OMRON CPM2A. Program Visual Basic berfungsi untuk mengaktifkan program ladder di dalam PLC, menampilkan perubahan berat yang terjadi pada tampungan obat serbuk, serta menyimpan dan mengolah data hasil proses produksi Alat Penakar Obat Serbuk. Program ladder PLC berfungsi untuk mengendalikan keseluruhan hardware dan mengirimkan data hasil pembacaan perubahan berat dari MAD01 kepada komputer. CPM1A-MAD01 merupakan perangkat Analog to Digital Converter dari OMRON yang digunakan untuk mengubah data keluaran load-cell pada tampungan obat serbuk.

Penelitian ini sudah berhasil menghasilkan suatu software pengendali dan

monitoring pada hardware Alat Penakar Obat Serbuk, tetapi pembagian dosis secara akurat belum tercapai. Nilai rata-rata akurasi pembagian yang didapatkan sistem adalah sebesar 16,455 %. Hal ini dipengaruhi oleh nilai kesalahan (galat) yang diakibatkan karena keterbatasan MAD01, dan munculnya tegangan ekstrem yang tidak terbaca oleh multimeter digital pada input MAD01. Kecepatan rata-rata sistem dalam memproduksi 1 gelas takar berisi obat serbuk adalah 41,05 detik. Hal ini dipengaruhi oleh waktu pengiriman dari kecepatan meja putar dan lama proses pada setiap station. Didalam proses secara keseluruhan tidak ada kesalahan dalam pengiriman, penerimaan, dan pengubahan data antara PLC dengan komputer.

ix

ABSTRACT

At the present time, almost all of the dose drug powder dosing process in the hospital or pharmacies are using TSP medicine spoon. These things can cause the distribution for every dose is not equal in any proportion. Therefore, an Automatic of Dosing Dose Drugs Powder Devices with a system which can controlling and monitoring all of the dosing process for the drugs powder and have a reasonable price is needed. This Final Project is doing research about the program in the Automatic of Dosing Dose Drugs Powder Devices system.

Controlling and monitoring system in the Automatic of Dosing Dose Drugs Powder Devices is using a computer, and there is a Visual Basic 6.0 program which cooperate with ladder program from PLC OMRON CPM2A in it. Visual Basic program is used for activating ladder program in the PLC, displaying the weight changes that occur in drug powder storage tank, also storing and processing data from the production process of the Dosing Drugs Powder Devices. The ladder program in the PLC is used for controlling all of the hardware equipment and sends the weight changes readings data from MAD01 to the computer. CPM1A-MAD01 is an Analog to Digital Converter devices which is used for changing the data from the load-cell output on the drug powder storage tank.

This research has been succeeded in producing a controlling and monitoring software program for the Dosing Drugs Powder Devices hardware, but the accuracy in dose distribution has not been achieved. The average accuracy distribution value of the system is 7,99 %. These thing was influenced by the error value that caused by the limitation of MAD01, and the emerged of extreme voltage that cannot read by the digital multimeter on the MAD01 input terminal. The time that the system needs to produce 1 TSP medicine cup that contains the drug powder is 41,05 seconds. This was influenced by the sending time from the speed of the turn-table and processing time on every station. In the overall process there was no error in sending, receiving, and converting data between PLC with the computer.

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Bapa di surga atas segala berkat dan kasih karunia-Nya yang tiada akhir, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul SISTEM PENGENDALI DAN MONITORING OTOMASI TAKARAN DOSIS OBAT SERBUK (PUYER) BERBASIS PLC dengan baik.Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik.

Penulisan tugas akhir ini dapat terselesaikan berkat bantuan dari berbagai pihak yang telah memberikan dukungan dengan cara tersendiri. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Ibu B. Wuri Harini, S.T, M.T. sebagai dosen pembimbing yang telah bersedia memberikan ide, saran, semangat, kesabaran, bimbingan dan waktu bagi penulis dalam menyelesaikan tugas akhir.

2. Bpk Martanto, S.T, M.T yang telah menyempatkan waktu untuk singgah ke ruang TA, membagikan pengalamannya, dan memberikan tips-tips yang berguna bagi penelitian tugas akhir ini.

3. Ibu Wiwien Widyastuti, S.T, M.T dan Dr. Linggo Sumarno, M.T selaku dosen penguji yang bersedia memberikan pendapat mengenai tugas akhir ini, sehingga menambah pengetahuan dan memicu penulis agar lebih baik lagi.

4. Bapak dan Ibu dosen pengajar Prodi Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma untuk bimbingan dan pengajarannya selama penulis menuntut ilmu, juga segenap Staf dan Karyawan Fakultas Sains dan Teknologi yang membantu dalam bidang administrasi dan akademis.

5. Alm. Theodorus Guntomo dan M.K Widayati selaku orangtua penulis yang telah membesarkan, mendidik, mendoakan, memberikan cinta kasih, serta memberikan kesempatan untuk mengenal nilai-nilai kehidupan ini. Mereka merupakan anugerah terhebat yang diberikan oleh Tuhan.

6. Kakakku terhebat dan adikku tersayang : Mas Wibi dan Wini. Terimakasih atas semua doa, dukungan, dan tawa-canda yang kita lalui bersama.

xi

8. Eko Arianto selaku teman satu tim TA dan Nando teman sependeritaan dalam proses tugas akhir. Terimakasih atas semua kerjasama, bantuan, hiburan, dan perdebatan selama proses pembuatan tugas akhir di lab TA.

9. Seluruh Laboran TE : Pak Hardi, Mas Broto, Mas Soer, dan Mas Mardie. Terimakasih atas semua bantuan dan dukungannya selama di Laboratorium. 10.Seluruh angkatan di program studi Elektro, terutama angkatan 2006 dan 2008.

Terimakasih atas dukungan dan kebersamaannya selama ini.

11.Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu di sini, atas perhatian, kebaikan dan bantuannya kepada penulis.

Penulis dengan penuh kesadaran memahami bahwa dalam penelitian dan penulisan tugas akhir ini terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, sumbang saran yang bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan demi kebaikan dan kemajuan penelitian tugas akhir ini. Akhirnya penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya dan dunia elektronika umumnya.

Yogyakarta, 26 Januari 2011

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL (Bahasa Indonesia)... i

HALAMAN JUDUL (Bahasa Inggris)... ii

HALAMAN PERSETUJUAN... iii

HALAMAN PENGESAHAN... iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA... v

HALAMAN PERSEMBAHAN... vi

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH.... ix

INTISARI ... vii

ABSTRACT... viii

KATA PENGANTAR ... x

DAFTAR ISI ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xv

DAFTAR TABEL... xvii

BAB I PENDAHULUAN... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian ... 2

1.3 Batasan Masalah... 3

1.4 Metodologi Penelitian ... 3

1.5 Sistematika Penulisan... 3

BAB II DASAR TEORI... 4

2.1 Timbangan Digital ... 4

2.2 Port Serial ... 5

2.3 PLC (Programmable Logic Controller)... 7

2.3.1 PLC Omron CPM2A ... 8

2.3.2 Komunikasi Host Link (HLC) pada PLC... 11

2.3.3 Memori pada PLC CPM2A... 14

2.4 Pemrograman Visual Basic 6.0... 15

2.4.1 Mengenal Integrated Development Environment (IDE) VB 6... 15

2.4.2 Pengaksesan Port Serial pada Visual Basic ... 16

2.4.3 Pembuatan Aplikasi Database dengan Microsoft Access ... 17

xiii

BAB III RANCANGAN PENELITIAN... 21

3.1 Alat Penakar Dosis Obat Serbuk... 21

3.2 Sistem Komunikasi Antar Muka (interface)... 23

3.2.1 Pengolahan Data pada PLC... 24

3.2.2 Pengolahan Data pada PC ... 25

3.3 Pemrograman Visual Basic 6.0... 26

3.3.1 Form LOGIN... 27

3.3.2 Form PROSES Monitoring... 28

3.3.3 Form CETAK dan LOGOUT ... 30

3.3.4 Pemrograman Database... 31

3.4 Pemrograman PLC Omron CPM2A ... 31

3.4.1 Proses Penurunan Gelas Takar (Station 1)... 32

3.4.2 Proses Pengisian Gelas Takar (Station 2) ... 33

3.4.3 Proses Pengambilan Gelas Takar (Station 3) ... 35

3.4.4 Proses Penyimpanan Gelas Takar (Station 4) ... 35

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 38

4.1 Pembahasan pada Pemrograman Visual Basic 6.0 ... 38

4.1.1 Pengamatan pada SPLASH Form... 38

4.1.2 Pengamatan pada Form LOGIN... 39

4.1.3 Pengamatan pada Form PROSES ... 42

4.1.4 Pengamatan pada Form CETAK ... 47

4.1.5 Pengamatan pada Form Tampilan Laporan (CRViewer)... 48

4.2 Analisa pada Pemrograman PLC Omron CPM2A... 49

4.3 Analisa Pengubahan Data pada CPM1A-MAD01 ... 56

4.4 Pengujian Proses Komunikasi PC dan PLC ... 57

4.5 Analisa dan Pengamatan Data Pengujian ... 59

4.5.1 Pengujian Sampel Berat Obat ... 59

4.5.2 Pengujian Tampilan Tegangan Output Load-cell... 60

4.5.3 Pengujian Software terhadap Hardware... 62

4.5.4 Pengujian Kinerja Hardware... 67

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 69

5.1 Kesimpulan ... 69

xiv

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Rangkaian Sederhana dari load-cell [2]... 5

Gambar 2.2 Konektor Serial DB-9 pada bagian belakang CPU [5] ... 6

Gambar 2.3 PLC Omron CPM2A [8] ... 8

Gambar 2.4 Ilustrasi mengenai 1-1 communication [8 & 9]... 11

Gambar 2.5 Pemodelan ”paket data” atau frame pada proses komunikasi 1-1... 12

Gambar 2.6 Pemodelan ”paket data” atau frame yang dikirimkan oleh PC ... 12

Gambar 2.7 Pemodelan ”paket data” atau frame yang diterima oleh PLC ... 12

Gambar 2.8 Tampilan IDE Visual Basic 6.0... 15

Gambar 2.9 Membuka Jendela VisData... 17

Gambar 2.10 Lokasi Penyimpanan Database... 18

Gambar 2.11 Ilustrasi masukan / keluaran pada MAD01 ... 18

Gambar 3.1 Rancangan Alat Penakar Obat Serbuk Otomatis... 22

Gambar 3.2 Blok Diagram Alat Penakar Obat Serbuk Otomatis ... 23

Gambar 3.3 Jalur Komunikasi Alat Takar Dosis Obat Serbuk ... 24

Gambar 3.4 Diagram Alir Program pada PC ... 27

Gambar 3.5 Rancangan Tampilan Form LOGIN... 27

Gambar 3.6 Diagram Alir Subrutin FormLOGIN ... 28

Gambar 3.7 Diagram Alir Subrutin Form PROSES Monitoring... 29

Gambar 3.8 Rancangan Tampilan Form PROSES... 29

Gambar 3.9 Rancangan Tampilan Form CETAK dan LOGOUT... 30

Gambar 3.10 Diagram alir subrutin Form CETAK dan LOGOUT... 30

Gambar 3.11 Diagram alir proses produksi secara umum ... 32

Gambar 3.12 Diagram alir subrutin proses Station 1... 33

Gambar 3.13 Diagram alir subrutin proses Station 2... 34

Gambar 3.14 Diagram alir subrutin proses Station 3... 35

Gambar 3.15 Diagram alir subrutin proses Station 4... 36

Gambar 4.1 Tampilan awal mulainya program berjalan (SPLASH Form) ... 39

Gambar 4.2 Tampilan pertama form LOGIN bagi semua pengguna ... 40

Gambar 4.3 Tampilan kedua dari form LOGIN bagi administrator... 41

Gambar 4.4 Tampilan awal dari Form PROSES... 42

xvi

Gambar 4.6 Tampilan contoh pengisian data sebelum proses produksi ... 44

Gambar 4.7 Tampilan dimulainya proses produksi pada sistem ... 45

Gambar 4.8 Contoh perubahan tampilan pada frame monitoring obat... 46

Gambar 4.9 Contoh perubahan tampilan pada frame indikator... 46

Gambar 4.10 Tampilan berakhirnya proses produksi pada sistem ... 47

Gambar 4.11 Tampilan akhir dari form CETAK dan LOGOUT... 48

Gambar 4.12 Tampilan print preview laporan hasil proses produksi ... 49

Gambar 4.13 Tampilan program ladder sebelum dilakukan pengujian ... 50

Gambar 4.14 Tampilan program ladder saat dilakukan pengujian ... 50

Gambar 4.15 Pengujian channel ON_OFF untuk komunikasi sesaat ... 51

Gambar 4.16 Pengujian channel ON_OFF untuk komunikasi monitoring... 52

Gambar 4.17 Pengujian perpidahan gelas takar menuju tempat pengisian... 53

Gambar 4.18 Pengujian proses pengisian gelas takar... 53

Gambar 4.19 Pengujian proses penutupan output solenoid 2 ... 54

Gambar 4.20 Pengujian proses penghentian gelas takar... 54

Gambar 4.21 Pengujian proses penyimpanan gelas takar... 55

Gambar 4.22 Pengujian inputchannel untuk me-reset program ladder... 55

Gambar 4.23 Tampilan pengamatan port serial monitor ... 57

Gambar 4.24 Pengiriman data pada saat komunikasi sesaat ... 58

Gambar 4.25 Pengiriman data pada saat komunikasi monitoring... 59

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB-9 [4]... 6

Tabel 2.2 Tabel indikator status pada PLC CPM2A ... 9

Tabel 2.3 Contoh header code PLC CPM2A... 13

Tabel 2.4 Contoh end code PLC CPM2A ... 13

Tabel 2.5 Spesifikasi masukan MAD01... 19

Table 2.6 Spesifikasi keluaran MAD01 ... 19

Tabel 2.7 Alokasi IR pada MAD01 ... 19

Tabel 2.8 Alokasi channel pada MAD01... 20

Tabel 2.9 Setting range MAD01 ... 20

Tabel 3.1 Penyimpanan Data pada Memori Baca / Tulis PLC... 25

Tabel 3.2 Penggunaan memori HR... 25

Tabel 3.3 Macam-macam penulisan command frame pada PC ... 26

Tabel 3.4 Tabel rancangan Database... 31

Tabel 3.5 Tabel pengalamatan Input pada PLC ... 37

Tabel 3.6 Tabel pengalamatan Output pada PLC ... 37

Tabel 4.1 Daftar identitas pengguna pada saat program pertama kali dijalankan... 40

Tabel 4.2 Hasil konversi data analog ke dalam tampilan program... 56

Tabel 4.3 Batasan konversi tegangan 0 s/d 10 Volt pada MAD01... 57

Tabel 4.4 Sampel berat obat untuk pengujian load-cell... 59

Tabel 4.5 Pengujian Tampilan Tegangan Load-cell pada program VB ... 60

Tabel 4.6 Tabel tegangan rata-rata pada program VB ... 61

Tabel 4.7 Tabel Interpretasi r Product Moment [13] ... 62

Tabel 4.8 Nilai Kesalahan Tampilan Berat di VB terhadap Sampel Obat... 63

Tabel 4.9 Pembacaan Tegangan Pengujian Software terhadap Hardware... 64

Tabel 4.10 Hasil Tampilan Berat Total pada Software terhadap Hardware... 64

Tabel 4.11 Nilai Kesalahan dan Akurasi Pembagian Dosis Obat Serbuk ... 67

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang

Sampai saat ini, penggunaan obat serbuk atau puyer masih diminati oleh masyarakat Indonesia karena beberapa faktor, antara lain : harganya relatif lebih murah daripada jenis obat lainnya, lebih mudah untuk dikonsumsi, serta mempermudah dokter dalam menyesuaikan dosis obat serbuk tersebut berdasarkan ukuran berat badan sang pasien. Obat serbuk ( puyer ) disarankan oleh dokter atau sang apoteker, terutama bagi para pasien yang mengalami kesulitan dalam mengkonsumsi obat tablet atau kapsul, seperti pasien anak-anak atau pasien lanjut usia.

Dewasa ini, di saat permintaan obat puyer mulai meningkat, kualitas dari obat

puyer tersebut justru mengalami penurunan. Hal ini disebabkan banyaknya apotik maupun rumah sakit melakukan pembuatan obat puyer secara manual, yaitu dengan menggunakan sendok takar. Selain memakan banyak waktu dalam proses pembuatannya, cara manual juga dapat menghasilkan takaran obat yang kurang akurat dalam proses pembagiannya.

Pada beberapa kasus yang terjadi di Indonesia, contohnya di sebuah rumah sakit terkemuka di Jakarta masih sering sekali dijumpai resep puyer untuk anak. Setiap hari rata-rata apotek di rumah sakit tersebut membuat 130 resep puyer untuk memenuhi permintaan resep dokter. Kelemahan yang ada pada peresepan puyer di rumah sakit ini, salah satunya adalah kesalahan menimbang obat atau membagi puyer dalam porsi–porsi yang tidak sama besar. Hal ini berarti bahwa kontrol kualitas pembuatan obat puyer sulit sekali untuk dapat dilaksanakan [1]. Hal ini bisa saja menjadi dampak yang sangat berbahaya, mengingat bahwa ini mengenai ukuran dosis obat. Sedikit saja kelebihan takaran atau dosis dapat berakibat fatal bagi para penggunanya.

pengemasan obat puyer karena dapat langsung menuang isi dalam gelas tersebut ke dalam kertas pembungkus obat atau kertas perkamen.

Pada kesempatan ini, penulis hanya menitikberatkan sistem PLC (Programmable Logic Controller), sebagai pengontrol hardware alat penakar otomatis dosis obat serbuk ini. Alasan penulis menggunakan PLC sebagai pengontrol, karena PLC menggunakan bahasa pemrograman yang lebih mudah dipahami oleh para teknisi pada umumnya, dan lebih mudah diprogram ulang jika ingin melakukan pengembangan lebih lanjut pada alat penakar dosis obat serbuk otomatis ini. PLC juga mempunyai kecepatan, keakurasian data, dan lebih handal ketimbang sistem pengontrol lainnya seperti mikrokontroller.

1.2.

Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan suatu alat penakar dosis obat serbuk (puyer) yang bekerja secara otomatis, cepat, dan mempunyai keakuratan tinggi sehingga dapat meningkatkan kualitas dari proses produksi obat puyer. Manfaat dari penelitian ini adalah :

1. apoteker dapat terbantu dalam pembagian takaran dosis obat serbuk agar sama rata. 2. mengurangi rasa khawatir pasien mengenai sama atau tidaknya setiap takaran obat

yang akan dikonsumsi.

3. membantu apotik maupun rumah sakit dalam mendapatkan alat takar otomatis dengan biaya relatif lebih murah.

1.3.

Batasan Masalah

Penelitian ini dibatasi pada penggunaan PLC dalam pengontrol katup solenoid, pengontrol meja berputar dimana gelas takar diletakkan, juga interface antara PLC dan komputer, dan pembuatan program PLC keseluruhan sistem. Batasan Masalah dalam penelitian ini :

a. Penggunaan program Visual Basic 6.0 sebagai program komunikasi, monitoring, serta proses data.

b. Menggunakan PLC CPM2A sebagai pengendali hardware keseluruhan sistem. c. Komputer pengendali menggunakan sistem operasi Windows XP Profesional. d. Manajemen database menggunakan Microsoft Access.

1.4.

Metodologi Penelitian

Penulisan skripsi ini menggunakan metode-metode sebagai berikut :

a. Studi kepustakaan dalam mengumpulkan literatur-literatur, gambar-gambar, dan juga

listing program.

b. Mencari berbagai informasi melalui berbagai media lain, termasuk dalam jaringan internasional dunia maya (internet).

c. Rancangan penelitian meliputi perancangan software termasuk penentuan data-data yang akan digunakan dalam pemrograman PLC, perancangan tampilan awal sistem

monitoring, serta perancangan diagram alir sistem monitoring keseluruhan pengolahan data.

d. Teknik pengujian program dilakukan dengan cara pengamatan keakuratan pengiriman data dalam proses komunikasi antara timbangan digital, PC, dan PLC. Sedangkan pengumpulan data dilakukan dengan melihat hasil laporan data

monitoring yang dihasilkan oleh Crystal Report.

e. Analisis data dan pengambilan kesimpulan melalui perbandingan antara sistem keseluruhan secara nyata, dengan latar belakang perancangan sistem yang diharapkan.

1.5.

Sistematika Penulisan

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini berisi latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah, metodologi penelitian, serta sistematika penulisan.

BAB II : DASAR TEORI

Bab ini berisi studi pustaka mengenai teori-teori yang mendasari penelitian ini. BAB II I : RANCANGAN PENELITIAN

Bab ini berisi blok diagram sistem, diagram alir perancangan, dan rancangan tampilan pada software.

BAB IV : HASIL DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi hasil perancangan, data pengujian, analisis data, dan pembahasan data.

BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN

4

BAB II

DASAR TEORI

Dalam bab ini, penulis menguraikan tentang beberapa tinjauan pustaka sebagai penunjang dalam melakukan penelitian, antara lain mengenai :

• ”Timbangan Digital”, meliputi pengertian mengenai load-cell yang akan digunakan untuk input sistem ini.

• ”Port Serial”, meliputi spesifikasi standar kabel RS232, saluran sinyal data pada konektor DB-9, dan keterangan singkat mengenai setiap pinnya.

• ”PLC (Programmable Logic Controller)”, meliputi beberapa bagian penting dalam PLC Omron CPM2A, penjelasan jenis komunikasi serial yang digunakan (Host Link Communication), dan sedikit pembahasan mengenai jenis memori yang dipunyai CPM2A.

• ”Pemrograman Visual Basic 6.0”, meliputi pengenalan secara singkat mengenai program visual basic, pengenalan Integrated Development Environment dari VB 6.0, cara pengaksesan port serial, dan pemrograman database dengan Microsoft Access.

• ”Modul Analog Digital (MAD01)”, meliputi pengenalan singkat modul, spesifikasi masukan dan keluaran modul, serta mengenai alokasi Internal Relay (IR).

2.1.

Timbangan Digital

Pada umumnya, suatu timbangan berat digital terdiri atas : load-cell, potensiometer digital, suatu osillator yang menghasilkan suatu frekuensi tinggi, rangkaian penguat operasional (operational amplifier), detektor fase, null indikator, penguat beda tegangan (differensial amplifier). Loadcell adalah sebuah sensor yang berfungsi untuk merubah gaya tekan atau gaya tarik menjadi besaran tegangan listrik. Sebenarnya loadcell ini dibentuk dari tranduser atau sensor tekan yang biasa disebut Strain gage. Dibentuk dengan konfigurasi Bridge (jembatan resistansi), untuk lebih jelasnya lihat gambar 2.1.

tegangan pada tiap ujung Bridge tadi. Tapi karena perubahan tegangan output yang terjadi akibat tekanan sangat kecil, maka untuk digunakan dalam sebuah sistem kontrol harus dimasukkan ke dalam signal amplifier untuk dikuatkan.

Gambar 2.1 Rangkaian sederhana dari Loadcell [2]

2.2.

Port

Serial

Pada umumnya, standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah standar RS232. Standar RS232 dikembangkan oleh Electronic Industry Association and the Telecommunications Industry Association (EIA/TIA) dan pertama kali dipublikasikan pada tahun 1962 [4]. Port Serial lebih sulit berkomunikasi secara langsung dengan PC daripada port paralel, karena kebanyakan setiap alat yang dihubungkan menggunakan port

serial membutuhkan suatu IC UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) sebagai perantara. IC UART dibuat khusus untuk mengubah data serial menjadi data paralel ataupun sebaliknya, sehingga langsung dapat dibaca oleh PC.

Beberapa spesifikasi standar yang ditetapkan oleh EIA untuk kabel RS232 antara lain sebagai berikut [4 & 6] :

1. Logika ‘1’ disebut ‘mark’ dengan level tegangan terletak antara -3 Volt hingga -25 Volt.

2. Logika ’0’ disebut ’space’ dengan level tegangan terletak antara +3 Volt hingga +25 Volt.

3. Daerah tegangan antara -3 Volt hingga +3 Volt adalah invalid level, yaitu daerah tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Demikian juga, level tegangan lebih dari -25 Volt atau lebih positif dari +25 Volt juga harus dihindari karena tegangan tersebut harus dihindari karena tegangan tersebut dapat merusak line driver saluran RS232.

Terdapat 2 buah jenis port serial, yaitu konektor DB 9 dan DB 25, biasanya keduanya berupa jenis ’male’ dan terdapat pada bagian belakang dari PC. Pada komputer IBM PC kompatibel biasanya terdapat 2 buah konektor port serial jenis DB-9 seringkali dinamai COM1 dan COM2.

Gambar 2.2 Konektor serial DB-9 pada bagian belakang CPU [5] Tabel 2.1 Konfigurasi pin dan nama sinyal konektor serial DB-9 [4] Nomor

Pin Nama Sinyal Arah Keterangan

1 DCD Masuk Data Carrier Detect /

Received Line Signal Detect

2 RxD Masuk Receive Data

3 TxD Keluar Transmit Data

4 DTR Keluar Data Terminal Ready

5 GND __ Ground

6 DSR Masuk Data Set Ready

7 RST Out Request to Send

8 CTS Masuk Clear to Send

9 RI Masuk Ring Indicator

Penjelasan mengenai fungsi saluran RS232 pada konektor DB-9 adalah sebagai berikut [4] :

1. Received Line Signal Detect, pada saluran ini DCE (Data Communication Equipment) memberitahukan ke DTE (Data Terminal Equipment) bahwa pada terminal masukan terdapat data masuk.

2. Receive Data, digunakan DTE menerima data dari DCE. 3. Transmit Data, digunakan DTE mengirimkan data ke DCE.

5. Signal Ground, saluran ground.

6. Ring Indicator, pada saluran ini DCE memberitahu DTE bahwa sebuah stasiun menghendaki hubungan dengannya.

7. Clear to Send, dengan saluran ini DCE memberitahukan bahwa DTE boleh mulai mengirimkan data.

8. Request to Send, dengan saluran ini DCE diminta mengirim data oleh DTE. 9. DCE Ready, sinyal aktif pada saluran ini menunjukkan bahwa DCE sudah siap.

2.3.

PLC (

Programmable Logic Controller

)

Richard E. Morley merupakan pendiri Modicon Corporation, sekaligus sebagai seseorang yang pertama kali memperkenalkan Programmable Logic Controller (PLC) pada tahun 1969. Menurut National Electrical Manufacturing Assosiation (NEMA), PLC didefinisikan sebagai suatu perangkat elektronik digital dengan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi yang menjalankan fungsi-fungsi spesifik seperti: logika, sekuen, timing, counting, dan aritmatika, untuk mengontrol suatu mesin industri atau proses industri sesuai dengan yang diinginkan [6]. PLC mampu mengerjakan suatu proses terus menerus, sesuai variabel masukan dan memberikan keputusan sesuai keinginan pemrograman, sehingga nilai keluaran tetap terkontrol.

PLC juga mampu menggantikan rangkaian sederetan relay, seringkali dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. Rangkaian kontrol tersebut cukup dibuat menggunakan software [7]. Pemasangan kabel hanya diperlukan untuk menghubungkan peralatan input dan output. Selain itu, PLC seringkali dianggap sebagai “komputer khusus”, yang sangat berguna untuk aplikasi dalam industri, untuk memonitor proses, untuk menggantikan hard wiring control, serta memiliki bahasa pemrograman sendiri yang lebih mudah dimengerti oleh teknisi.

Pada umumnya sebuah PLC memiliki 4 komponen dasar, antara lain :

1. Unit CPU (Central Processing Unit) adalah unit yang berisi mikroprosesor yang menginterpretasikan sinyal-sinyal input dan melaksanakan pengontrolan, mengambil keputusan dan mengirim sinyal ke antarmuka output.

3. Unit memori adalah tempat menyimpan program dan data-data dari modul antarmuka input dan output.

4. Unit input dan output adalah antarmuka di mana prosesor menerima informasi input dan mengirimkan informasi kontrol ke perangkat-perangkat eksternal.

2.3.1

PLC Omron CPM2A

PLC Omron CPM2A terbagi dalam beberapa tipe sesuai dengan jumlah terminal masukan dan keluaranya. Tipe PLC OMRON CPM2A antara lain : CPM2A with 20 I/O, CPM2A with 30 I/O, CPM2A with 40 I/O dan CPM2A with 60 I/O. Gambar 2.3 menunjukkan PLC OMRON CPM2A dengan jumlah terminal masukan dan keluarannya 30 buah.

Gambar 2.3 PLC Omron CPM2A [8] Bagian-bagian dari PLC Omron CPM2A, antara lain [8 & 9] :

1. Power Supply Input terminal.

Gambar 2.1 diatas menunjukkan jenis PLC Omron CPM2A dengan power supply

AC berkisar antara 100-240 VAC, frekuensi 50/60 Hz. Kabel power dari terminal R, S, atau T, pada panel kontrol dipilih salah satu, lalu dipasang pada terminal input power supply PLC. Terminal power supply ini harus diberikan tegangan AC agar PLC dapat bekerja.

2. Functional ground terminal (AC Power Supply Only).

Sebagai terminal tempat dipasangnya kabel menuju pentanahan (grounding) pada panel kontrol sehingga tegangan dari sumber dapat bekerja.

4. External power supply terminal (AC power supplies only).

5. Input terminal.

Berfungsi sebagai terminal tempat dipasangnya semua input suatu sistem kontrol yang akan dikontrol menggunakan PLC. Terminal input ini disertai label alamat mulai dari 0CH00 – 0CH09 dan 1CH00 – 1CH05.

6. Output terminal.

Berfungsi sebagai terminal tempat dipasangnya kabel untuk keluaran sistem kontrol yang akan dikendalikan oleh PLC. Terminal output ini disertai label alamat mulai dari 10CH00 – 10CH07 dan 11CH00 – 11CH03

7. PLC status indicator.

Berupa LED berwarna hijau, merah, dan jingga berfungsi untuk menunjukkan proses yang sedang terjadi di dalam perangkat PLC.

Tabel 2.2 Tabel indikator status pada PLC CPM2A

Indikator Status Keterangan

PWR (hijau) Menyala PLC sudah mendapat tegangan dari sumber.

Mati PLC belum mendapat tegangan dari sumber

RUN (hijau) Menyala PLC beroperasi pada mode RUN atau mode MONITOR.

Mati PLC pada mode PROGRAM atau sedang

terjadi kesalahan fatal pada PLC. ERR/ALM

(merah)

Menyala Terjadi kesalahan fatal. (PLC berhenti beroperasi.

Berkedip Terjadi kesalahan ringan. (PLC masih tetap beroperasi menjalankan proses) COMM.

(oranye/jingga

Menyala Data sedang dipindahkan ke dalam memori PLC melalui PORT

PERIPHERAL atau melalui RS-232C. Mati Tidak ada data yang sedang dipindahkan

8. Input indicator.

Indikator input berupa LED berwarna hijau, akan menyala jika input terminal mendapat sinyal masukan berupa tegangan.

Ketika terjadi suatu kesalahan fatal, maka indikator input ini akan berubah sepert berikut :

• Terjadi kesalahan pada CPU PLC atau terjadi kesalahan pada bus input/output

PLC, maka indikator LED pada posisi mati.

• Terjadi kesalahan pada memori atau pada sistem didalam perangkat PLC, maka indikator input tidak berubah sesuai dengan keadaan indikator sebelumnya, walaupun ketika status input berubah.

9. Output indicator.

Indikator LED ini akan menyala, jika relay didalam PLC sedang aktif meneruskan sinyal keluaran sesuai dengan program yang dijalankan.

10.Analog control.

11.Peripheral port.

Sebagai jalur komunikasi antara PLC dengan alat pemrogram (termasuk

Programming Console), komputer, ataupun peralatan lainnya. 12.RS-232C port.

Sebagai jalur komunikasi antara PLC dengan alat pemrogram (kecuali

Programming Console), komputer, ataupun peralatan lainnya 13.Communications switch.

Berupa sebuah saklar untuk memilih jalur komunikasi yang akan digunakan dalam memprogram PLC, komunikasi akan dilakukan melalui port peripheral atau port RS-232C.

14.Battery compartment.

Tempat baterai sebagai pengganti sumber energi sementara diletakkan. Baterai tersebut akan beroperasi ketika daya dari sumber terputus, sehingga data terakhir sudah tersimpan dalam memori.

15.Expansion connector cover.

switch dan saklar-saklar lainnya, sedangkan peralatan output contohnya adalah motor,

selenoid valve, heater, kontaktor, lampu, buzzer dan lain sebagainya.

2.3.2

Komunikasi

Host Link

( HLC ) pada PLC

Pada umumnya jenis komunikasi serial pada PLC Omron CPM2A digunakan untuk komunikasi antara PLC dengan komputer, atau komunikasi langsung antara PLC dengan

Omron Programmable Terminal. Protokol komunikasi antara PLC dengan komputer disebut dengan host link communnication (HLC). HLC dapat digunakan untuk 2 buah konfigurasi yaitu komunikasi 1-1 dan komunikasi 1-n. Pada Subbab ini hanya dijelaskan mengenai sistem komunikasi 1-1 yang akan digunakan dalam perancangan sistem.

Gambar 2.4 Ilustrasi mengenai 1-1 communication [8 & 9]

Komunikasi 1-1 merupakan suatu bentuk komunikasi dimana komputer (PC) berperan sebagai ‘master’ yang dapat memberikan perintah, melakukan operasi baca dan tulis pada PLC. Sedangkan PLC itu sendiri hanya berperan sebagai ‘slave’, hanya memberikan respon terhadap perintah dari PC. Sebelumnya agar tidak terjadi overflow

pada saat pengiriman data maka kecepatan transfer data pada PC disesuaikan dengan kecepatan transfer data pada PLC yaitu: baud rate 9600bps, 1 start bit, 7 bit data, 2 stop bit, even parity.

Data-data yang terkirim pada proses komunikasi 1-1 berupa suatu “paket data” atau

1. @ : kode awal yang harus diberikan pada awal pengiriman paket data, biasanya diketikkan pada program komputer.

2. Unit no. : menunjukkan identitas PLC yang dituju, berguna pada saat komunikasi menggunakan PLC lebih dari 1 buah.

3. Header code : terdapat pada command frame, menunjukkan operasi yang digunakan atau diperintahkan kepada PLC, selain itu dapat berfungsi juga sebagai penanda area memori PLC. Macam-macam header code yang sering digunakan ditunjukkan oleh tabel 2.3.

4. End code : terdapat pada response frame, berisikan suatu kode yang menunjukkan pengiriman data berjalan dengan baik atau tidak. Tabel 2.4 menunjukkan macam-macam jenis end code pada PLC CPM2A.

5. Text : pada command frame berisikan tentang alamat memori yang dituju ataupun data yang dikirimkan kepada PLC, sedangkan pada response frame berisikan data respon dari PLC tersebut.

6. FCS (Frame Check Sequence) : merupakan suatu urutan prosedur yang digunakan untuk pengecekan kesalahan frame data.

7. Terminator : kode akhir dari suatu frame, biasanya berupa * dan (ASCII 13).

Gambar 2.5 Pemodelan “paket data” atau frame pada proses komunikasi 1-1 [8]

ID number dari PLC Kode Khusus yang akan menentukan jenis operasi dan alamat tujuan

Data

Frame Check Sequence

prosedur pengecekan kesalahan Penanda dari akhir frame data Unit no.

Header code Text FCS Terminator Frame (command)

ID number dari PLC

Header code dari frame command

Data

End code Kode yang menunjukkan

pengiriman berjalan baik atau tidak

Gambar 2.7 Pemodelan “paket data” atau frame yang diterima oleh PLC [10]

Tabel 2.3 Contoh header code PLC CPM2A [9] Mode PC

Header Code

Run Monitor Program Keterangan

RR Valid Valid Valid IR/SR Area Read

02 Not executable

in RUN mode

Perintah yang dikirimkan tidak dapat dieksekusi karena PLC

berada pada mode RUN

Periksa hubungan

Perintah yang dikirimkan tidak dapat dieksekusi karena PLC berada

pada mode MONITOR

14 Format Error Format perintah salah

Periksa format perintah kemudian

kirim kembali

18 Frame Length

Error Melebihi panjang frame

Pisahkan perintah menjadi beberapa

2.3.3

Memori pada PLC CPM2A

Terdapat bermacam-macam struktur memori pada PLC CPM2A [8 & 9]. Struktur memori di dalam PLC CPM2A terbagi atas beberapa data area antara lain :

1. Internal Relay (IR)

Wilayah memori IR dibagi menjadi 3 yaitu, input area (IR 000 – IR 009),

output area (IR 010 – 019), dan work area (IR 020 – IR 049 & IR 200 – IR231). Khusus untuk input dan output area, keduanya merupakan suatu jenis memori dalam PLC dimana setiap bits didalamnya dapat ditujukan ke terminal input/output pada PLC. Sedangkan work area hanya dapat berfungsi sebagai pengolahan data dalam program PLC.

2. Special Relay (SR)

SR merupakan suatu jenis memori dimana setiap bits didalamnya mempunyai fungsi khusus sebagai flags dan control bits. Area memori SR meliputi SR228 sampai SR 255.

3. Temporary Relay (TR)

TR merupakan suatu jenis area memori dimana setiap bits didalamnya dapat digunakan sebagai tempat penyimpanan status ON atau OFF pada percabangan program PLC. Hanya mempunyai 1 area memori dimana didalamnya terdapat 8 bits

untuk digunakan (TR 0 – TR 7). 4. Holding Relay (HR)

HR merupakan area memori untuk penyimpanan suatu data tertentu dan mempertahankan status ON atau OFF walaupun PLC kehilangan sumber daya. Area memori HR meliputi HR 00 sampai HR 19.

5. Auxiliary Relay (AR)

AR berfungsi sama seperti SR, dimana setiap bits didalamnya mempunyai fungsi khusus sebagai flags dan control bits. Area memori AR meliputi AR 00 sampai AR 23.

6. Link Relay (LR)

LR berfungsi untuk pengiriman data antara PLC yang satu dengan PLC lainnnya. Area memori LR meliputi LR 00 sampai LR 15.

7. Timer/Counter Area

memori tidak dapat dipakai bersamaan. Dengan kata lain jika TC 000 dipakai sebagai

Timer maka area memori tersebut tidak boleh digunakan lagi sebagai Counter. 8. Data Memory (DM)

DM merupakan area memori yang digunakan hanya untuk menyimpan suatu data program hexadesimal (words). Data tersebut akan tetap tersimpan walaupun PLC kehilangan sumber daya. Area memori untuk data yang dapat diubah atau diakses adalah DM 0000 – DM 1999 dan DM 2022 – DM 2047.

2.4.

Pemrograman Visual Basic 6.0.

Visual Basic (atau sering disingkat VB) adalah perangkat lunak untuk menyusun program aplikasi yang bekerja dalam lingkungan sistem operasi Windows [4]. Bahasa pemrograman Visual Basic telah dikembangkan oleh Microsoft sejak tahun 1991, bahasa VB merupakan hasil pengembangan dari bahasa program sebelumnya yaitu BASIC (Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code) yang telah dikembangkan pada era 1950-an.

2.4.1

Mengenal

Integrated Development Environment

(IDE) VB 6.

Lingkungan IDE Visual Basic merupakan suatu wilayah atau lingkungan tempat dihasilkannya berbagai program alplikasi berbasis windows. Tampilan IDE akan muncul setelah program Visual Basic dijalankan dan telah dilakukan pemilihan jenis project program yang akan dibuat.

Keterangan gambar 2.8 adalah sebagai berikut [11] : 1. Menu Bar

Menu Bar berfungsi untuk memilih tugas-tugas tertentu, seperti memulai, membuka, dan menyimpan project, termasuk mengompilasi project tersebut menjadi file executable (EXE).

2. Main Toolbar

Toolbar memiliki fungsi sama seperti menu bar dan berperan sebagai jalan pintas, karena lebih praktis penggunaannya.

3. Jendela Toolbox

Toolbox berisi komponen-komponen berupa icon yang merupakan sarana untuk membentuk user interface.

4. Jendela Form Designer

Jendela Form Designer merupakan tempat untuk merancang user interface (tampilan program) dan sebagai tempat diletakkannya komponen-komponen kontrol.

5. Jendela Code

Jendela ini merupakan tempat untuk menuliskan kode-kode bahasa pemrograman dari objek yang dibuat.

6. Jendela Project Explorer

Merupakan suatu tempat untuk menampilkan semua file yang berhubungan dengan aplikasi/project yang sedang dijalankan.

7. Jendela Properties

Jendela ini berisi daftar properties untuk objek (form atau kontrol) yang dipilih dan berfungsi untuk mengatur karakteristiknya, seperti warna, ukuran, dan lain-lain.

2.4.2

Pengaksesan Port Serial pada Visual Basic

Kontrol MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program aplikasi yang dibuat dengan port serial untuk mengirim atau menerima data melalui port serial tersebut. Setiap MSComm hanya menangani satu port serial, atau dengan kata lain dibutuhkan MSComm sebanyak port serial yang kita pakai. Beberapa property yang sering dipakai adalah sebagai berikut [4] :

a). CommPort : Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai. b). Setting : Digunakan untuk mengatur nilai baud rate, parity, jumlah bit data, dan

c). PortOpen : Digunakan untuk membuka ataupun menutup port serial yang dihubungkan dengan MSComm.

d). Input : Digunakan untuk mengambil data string. e). Output : Digunakan untuk menulis data string.

2.4.3

Pembuatan Aplikasi Database dengan Microsoft Accsess.

Program Visual Basic sudah mempunyai sistem penyimpanan database yang dinamakan dengan database access. Jenis koneksi yang digunakan berbeda dengan database SQL Server yaitu Komponen Data. Langkah-langkah pembuatan database Access adalah sebagai berikut [12] :

1. Pada bagian menu bar dari lingkungan IDE Visual Basic, dipilih Add-Ins – Visual Data Manager sehingga jendela VisData akan tampil.

Gambar 2.9 Membuka Jendela VisData

2. Pada jendela VisData, pada menu bar dipilih File > New... > Microsoft Access >

Version 7.0 MBD. Setelah itu, akan muncul kotak dialog Select Microsoft Access Database to Create untuk menentukan lokasi tempat lokasi penyimpanan database yang diinginkan. Pada kotak dialog ini dapat dilakukan pembuatan folder kerja beserta nama file database. Nama file database akan mempunyai ekstension *.mdb di belakangnya setelah dilakukan penyimpanan (klik tombol Save), ini menandakan file

Gambar 2.10 Lokasi Penyimpanan Database

2.5.

Modul Analog Digital (CPM1A-MAD01)

MAD01 mempunyai dua fungsi, yaitu mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital dan sebaliknya, mengubah sinyal digital menjadi sinyal analog. Dalam MAD01 terdapat 4 masukan analog, masing-masing dua masukan arus dan dua masukan tegangan, kemudian juga terdapat dua keluaran analog, yaitu tegangan dan arus. Data masukan atau keluaran delapan bit yang dihubungkan dengan PLC dapat diatur sebagai masukan atau keluaran, tergantung apakah MAD01 difungsikan sebagai pengubah analog ke digital atau sebaliknya. Gambar 2.11 memperlihatkan ilustrasi masukan / keluaran pada MAD01.

ADC

CPM1A

MAD01

Data Masukan / Keluaran

Gambar 2.11 Ilustrasi masukan / keluaran pada MAD01

Tabel 2.5 Spesifikasi masukan MAD01

Tegangan masukan 0V s/d 10V atau +1V s/d +5V

Range sinyal

Masukan Arus masukan 4mA s/d 20mA

Tegangan masukan 1/ 256

Resolusi

Arus masukan 1/ 256

Tegangan masukan 1.0 % max (skala maksimum) Akurasi

Arus masukan 1.0 % max (skala maksimum) Tegangan masukan ± 15V kontinyu Sinyal masukan

maksimal _{Arus masukan 30m A kontinyu}

Setelah diketahui spesifikasi masukan atau keluaran juga hal-hal yang berkaitan dengan instalasi, perlu juga mengetahui alokasi bit Internal Relay (IR). Tabel 2.6 memperlihatkan alokasi Internal Relay (IR) pada MAD01.

Tabel 2.6 Spesifikasi keluaran MAD01

Tegangan keluaran 0V s/d 10V atau -10V s/d +10V

Range sinyal keluaran

Arus keluaran 4mA s/d 20mA

1/ 256 (0V s/d 10V) Tegangan keluaran

1/ 512 (-10V s/d 10V) Resolusi

Arus keluaran 1/ 256

Tegangan keluaran 1.0 % max (skala maksimum) Akurasi

Arus keluaran 1.0 % max (skala maksimum)

Tabel 2.7 Alokasi IR pada MAD01

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

s/b x x x x x x x d d d d d d d d

Keterangan table 2.7 :

Untuk dapat membaca tegangan masukan, maka pada MAD01 perlu diketahui alokasi channel yang akan digunakan. Alokasi channel MAD01 yang diberikan tergantung dengan jumlah I/O pada PLC yang digunakan, seperti yang ditunjukkan Tabel 2.8 di bawah ini.

Tabel 2.8 Alokasi channel MAD01

CPU Channel keluaran

MAD01

Channel masukan1 MAD01

Channel masukan2 MAD01

10CDx 11 1 2

20CDx 11 1 2

30CDx 12 2 3

40CDx 12 2 3

Langkah selanjutnya menempatkan MAD01 tersebut pada range yang di kehendaki. Setting range diberikan saat inisialisasi MAD01. Setting range MAD01 ditunjukkan pada Tabel 2.9

Tabel 2.9Setting range MAD01 Kode set

range Keluaran Masukan1 Masukan2

FF00 0-10V / 4-20mA 0-10V 0-10V

FF01 -10-10V / 4-20mA 0-10V 0-10V

FF02 0-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 0-10V

FF03 -10-10V / 4-20mA 1-5V / 4-20mA 0-10V

FF04 0-10V / 4-20mA 0-10V 1-5V / 4-20mA

FF05 -10-10V / 4-20mA 0-10V 1-5V / 4-20mA

21

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

Dalam bab ini, akan diuraikan mengenai rancangan sistem pengendali dan

monitoring pada otomasi dosis obat serbuk (puyer), antara lain :

• “Alat Penakar Dosis Obat Serbuk”, didalamnya terdapat penjelasan mengenai gambar rancangan alat secara umum, diagram blok alat, dan cara kerja alat secara umum.

• ”Sistem Komunikasi Antar Muka (interface)”, mengenai jalur komunikasi transfer data antara timbangan digital, PLC, dan PC (Personal Computer).

• ”Pemrograman Visual Basic 6.0”, di dalam sub bab ini terdapat perancangan diagram-alir (flowchart) program, bentuk susunan keseluruhan form yang akan digunakan, dan keterangan singkat pemrograman database.

• ”Pemrograman PLC Omron CPM2A”, di dalam sub bab ini akan dijelaskan mengenai flowchart program PLC yang digunakan, penentuan alamat input beserta pengkabelan menuju PLC, dan penentuan alamat output beserta pengkabelan menuju PLC.

3.1

Alat Penakar Dosis Obat Serbuk.

Pada dasarnya, alat ini mempunyai prinsip kerja membagi berat total obat yang telah digerus pada timbangan digital menjadi beberapa bagian kemasan kecil sesuai keinginan sang apoteker. Misalkan : berat total obat terukur adalah sekitar 20 gram dan sang apoteker ingin membagi gerusan obat tersebut menjadi 20 bagian, maka alat ini akan menghasilkan 20 buah gelas takar plastik dengan berat masing-masing gelas takar sebesar 1 gram. Jika sang apoteker ingin membagi berat total hasil gerusan obat tersebut menjadi 10 bagian, maka alat ini akan menghasilkan 10 buah gelas takar plastik dengan berat isi didalam setiap gelasnya masing-masing 2 gram.

Alat penakar dosis obat serbuk pada gambar 3.1, terdiri atas 2 subsistem, yaitu subsistem hardware dan subsistem software. Subsistem hardware terkontrol terdiri atas : motor DC power window 12 V, semua input berupa sensor infra red atau limit switch,

Keseluruhan proses dikendalikan dan di-monitor oleh PC, sedangkan PLC sebagai Direct Digital Control (DDC) berperan dalam mengatur kerja hardware secara langsung. Bagian terpenting dari alat penakar dosis otomatis terletak pada timbangan digital dan ADC (Analog to Digital Converter) seri CPM1A-MAD01 Omron. Hal ini disebabkan karena, ketelitian pembacaan dari timbangan digital akan mempengaruhi kualitas takaran obat serbuk, sedangkan MAD01 berperan dalam mengirimkan data berat obat setiap waktu ke PC untuk di-monitor, sehingga permintaan banyaknya bagian yang diinginkan oleh apoteker terpenuhi. Berikut ini merupakan gambar konsep rancangan alat secara umum.

Gambar 3.1 Rancangan Alat Penakar Obat Serbuk Otomatis

derajat berlawanan arah jarum jam sehingga gelas takar ke-1 sudah dapat diambil oleh

user, sedangkan gelas takar ke-2 masuk dalam proses pengisian obat, dan tampungan gelas takar sudah meletakkan gelas takar ke-3 pada meja berputar. Dalam mengantisipasi belum terambilnya gelas takar ke-1 tadi, alat penakar obat serbuk otomatis ini dilengkapi dengan laci penyimpanan, untuk menampung gelas takar yang sudah berisi obat tetapi tidak diambil oleh operator.

Sistem di atas dapat juga digambarkan secara blok diagram, seperti pada gambar 3.2 di bawah ini, untuk mempermudah pengamatan dalam sistem. Bagian pokok sistem berdasarkan blok diagram tersebut terdiri atas : timbangan digital, PC, PLC, dan hardware

lainnya. Pada sub-bab selanjutnya dalam bab III ini, difokuskan terhadap bagian blok dalam kotak dengan garis terputus-putus.

Load-Cell Amplifier

PC

MAD01 Omron

PLC - Omron SYSMAC

CPM2A

Output

Input

Gambar 3.2 Blok Diagram Alat Penakar Dosis Obat serbuk

3.2

Sistem Komunikasi Antar Muka (

Interface

).

PLC CPM2A hanya menyediakan 3 buah koneksi port untuk berkomunikasi dengan piranti lainnya, yaitu port kabel serial RS-232, port kabel paralel (peripheral port),

Gambar 3.3 Jalur Komunikasi Alat Takar Dosis Obat Serbuk

Jalur komunikasi pada sistem ini pertama kali dimulai dari PC, setelah masuk ke dalam form pembuka, PC akan langsung membaca semua masukan dari load-cell melalui CPM1A-MAD01. Data tersebut berupa data heksadesimal, hasil perubahan data analog dari load-cell setelah melalui CPM1A-MAD01. Data hexadesimal tersebut akan disimpan pada data memori PLC CPM2A, dan dibaca oleh komputer melalui program Visual Basic.

Pengiriman data dapat berlangsung dengan baik jika tidak terjadi proses overflow, yaitu suatu proses kehilangan data akibat adanya perbedaan kecepatan transfer data antara pengirim dan penerima. Seperti dijelaskan pada bab sebelumnya, maka kecepatan transfer

data antara PC dengan PLC disesuaikan dengan mengikuti prosedur standar dari PLC, yaitu baud rate 9600 bps, 1 start bit, 7 bit data, 2 stop bit, even parity.

3.2.1

Pengolahan Data pada PLC

Setiap data yang dibutuhkan pada PLC disimpan dengan menggunakan memori DM. Data yang tersimpan pada DM sewaktu-waktu dapat digunakan oleh komputer (PC) untuk memanipulasi sesuatu pada program Visual Basic. Data tersebut dapat dibaca dengan menggunakan pengiriman frame data tertentu yang akan dijelaskan pada subbab selanjutnya.

Data tersimpan pada DM sistem alat ini dibagi menjadi 2 jenis, yaitu data digital (hanya logika ON atau OFF) dan data analog (data berubah terus seiring dengan perubahan waktu). Pada sistem ini data digital merupakan data yang dihasilkan oleh komponen input

dan output PLC, selain data load-cell yang telah dirubah oleh CPM1A-MAD01. Data load-cell merupakan data analog.

Tabel 3.1 Penyimpanan Data pada Memori Baca / Tulis PLC

Jenis Data Alamat Memori

Kondisi Sensor Station 1 DM 0001

Kondisi Limit Switch Station1 DM 0002

Kondisi Sensor Station 2 DM 0003

Kondisi Limit Switch Station 2 DM 0004

Berat pada Tampungan Obat (data analog) DM 0005

Kondisi Limit SwitchStation 3 DM 0006

Kondisi Sensor Station 4 DM 0007

Kondisi Limit Switch Station 4 DM 0008

Pengontrolan PLC melalui komputer (PC) membutuhkan pula suatu memori alamat kontrol, yaitu dengan menggunakan HR (Holding Relay). Alamat HR tersebut diletakkan pada awal program PLC. Data yang tersimpan baik pada HR maupun DM tidak akan hilang walaupun catu daya dimatikan, hal ini dapat menyebabkan kesalahan pembacaan data. Untuk itu diperlukan juga alamat memori kontrol untuk menghapus data di memori DM. Kedua memori tersebut terlihat pada tabel di bawah ini.

Tabel 3.2 Penggunaan memori HR

Alamat Kontrol Keterangan

HR 0001 Alamat memori pengatur ON atau OFF program HR 0002 Alamat memori penghapusan data pada DM

3.2.2

Pengolahan Data pada PC

Paket data perintah atau command frame dari PC dapat digunakan untuk memerintahkan PLC untuk melakukan jenis mode operasi apa yang akan digunakan, membaca data dari PLC, maupun menulis data. Ini semua dilakukan dengan menuliskan

header code yang diinginkan. Pada perancangan, PLC akan di-setting pada mode operasi

monitor. Alasan pemilihan mode monitor disebabkan karena pada mode ini semua instuksi

command dapat diproses oleh PLC, kecuali WP (program write). Pada mode monitor, PLC akan selalu melakukan pembaharuan pada isi memori yang mengalami perubahan.

digunakan selalu sama yaitu ’00’. Isi dari FCS dan Terminator selalu sama sesuai dengan sekuensial pengecekan kesalahan melalui software program maka tidak dibahas pada tabel dibawah ini.

Tabel 3.3 Macam-macam penulisan command frame pada PC

Instruksi Keterangan

@00SC02 ‘SC02’ berfungsi untuk menuliskan data menuju PLC dan membuat PLC pada mode MONITOR.

@00RD00010008 ‘RD0001’ berfungsi untuk membaca data pada memori PLC dimulai dari DM 0001 – DM 0008

@00WH00010000 ‘WH0001’ berfungsi untuk menuliskan data 0000 ke memori HR 0001 sehingga menonaktifkan program (program OFF). @00WH00010001 ‘WH0001’ berfungsi untuk menuliskan data 0001 ke memori

HR 0001 sehingga mengaktifkan program (program ON). @00WH00020000 ‘WH0001’ berfungsi untuk menuliskan data 0000 ke memori

HR 0002 sehingga menonaktifkan penghapusan data DM. @00WH00010001 ‘WH0001’ berfungsi untuk menuliskan data 0001 ke memori

HR 0001 sehingga mengaktifkan penghapusan data DM.

3.3

Pemrograman Visual Basic 6.0.

Program pada sistem ini terdiri atas 3 buah form utama, yaitu form LOGIN, form

Mulai

Proses LOGIN

Proses monitoring sistem

Proses Cetak dan LOGOUT

Selesai

Gambar 3.4 Diagram Alir Program pada PC

3.3.1

Form LOGIN

Form LOGIN berfungsi untuk memperoleh data user / pengguna sistem ini, antara lain data mengenai nama, nomor identitas pekerja, termasuk kecocokan password yang digunakan. User terdiri atas admin, apoteker, dan asisten apoteker. Petugas admin selain dapat menjalankan sistem juga dapat mengakses database. Password tidak dapat diganti karena pada program sudah ditentukan sebagai suatu konstanta. Pada form ini terdapat 2 buah tombol eksekusi, yaitu tombol Masuk dan Keluar. Tombol Masuk berguna untuk mengeksekusi data yang telah dimasukkan oleh pengguna, jika pengguna gagal memasukkan password sebanyak 3 kali maka akan langsung keluar dari program. Tombol Keluar berfungsi untuk keluar dari program.

LOGIN X

Nama

No. ID

Password

Masuk Keluar

Jabatan

MULAI

Masukkan Nama, No. ID, dan Password

Ya

Tidak

Password sesuai database?

SELESAI Tekan Tombol

MASUK

Gambar 3.6 Diagram alir subrutin FormLOGIN

3.3.2

Form

PROSES

Monitoring

Form PROSES berfungsi untuk me-monitor berat total pada tampungan obat serbuk serta memberikan perintah pada sistem untuk mulai bekerja. Pada form ini terdapat 4 buah tombol eksekusi yang digambarkan pada gambar 3.8, yaitu :

• Tombol HITUNG berfungsi untuk melakukan perhitungan jumlah berat obat serbuk dalam setiap gelas takar.

• Tombol START / STOP berfungsi untuk memberikan perintah kepada PLC untuk menjalankan sistem. Tombol eksekusi ini hanya akan aktif ketika tombol Hitung telah ditekan, dengan kata lain perhitungan jumlah obat serbuk dalam setiap gelas takar sudah disetujui oleh user. Label pada tombol akan berupa tulisan Start ketika sistem belum bekerja, dan label tombol akan berubah menjadi label Stop ketika sistem sedang bekerja.

• Tombol HELP berfungsi untuk menampilkan secara singkat langkah-langkah penggunaan program.

• Tombol KELUAR berfungsi untuk menghentikan proses secara tiba-tiba dan langsung keluar dari program.

user menekan tombol eksekusi Hitung, program akan membagi ’Berat Total Obat Serbuk’ dengan ’Jumlah Pembagian Obat Serbuk’. Hasil dari perhitungan tersebut akan ditampilkan pada bagian ’Berat Obat Serbuk pada @ gelas takar’, dan tombol Start akan aktif. Sistem mulai berjalan setelah tombol Start ditekan, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada diagram alir yang ditunjukkan oleh gambar 3.7 di bawah ini.

b

Baca data berat obat dari PLC dan tampilkan pada (Berat total : jumlah bagi)

Kirim 'paket data perintah' ke PLC

Gambar 3.7 Diagram alir subrutin form PROSES MONITORING

Form PROSES Berat Total Obat Serbuk saat ini Jumlah Pembagian Obat Serbuk Berat Obat Serbuk pada @ gelas takar

Monitoring Obat

3.3.3

Form

CETAK dan

LOGOUT

Form ini berfungsi untuk mencetak laporan hasil produksi dan kembali pada tampilan formLOGIN. Pada form ini terdapat 4 buah tombol eksekusi, yaitu tombol Cetak, tombol Stop, tombol Help, dan tombol Logout seperti pada gambar 3.9 dibawah ini.

CETAK dan LOGOUT

Jenis Printer Ter-install

Jenis Kertas

Banyak Hasil Print

Cetak Stop Help Logout

Gambar 3.9 Rancangan Tampilan Form CETAK dan LOGOUT

MULAI

Pilih jenis Printer, kertas, jumlah copy

Tekan Cetak ?

Tekan

Stop ? Cetak Data Hasil Laporan

Jumlah Cetak =

Jumlah diinginkan ?

Ya

SELESAI

Ya

Tidak

Tidak

Tidak

Ya

Gambar 3.10 Diagram alir subrutin form CETAK dan LOGOUT

satu buah. User juga dapat memilih jenis kertas yang akan digunakan untuk mencetak hasil laporan produksi tersebut, antara kertas A4, kertas folio ataupun kertas quarto. Pada form ini user juga dapat mengisi banyaknya jumlah cetakan laporan hasil produksi yang diinginkan. Setelah semua pemilihan selesai dilakukan, user dapat menekan tombol Cetak untuk mencetak hasil laporan produksi ke atas kertas. Tombol Stop berfungsi untuk menghentikan proses mencetak. Tombol Help berfungsi untuk menampilkan petunjuk penggunaan form secara singkat. Tombol Logout berfungsi untuk kembali pada form LOGIN, hal ini dimaksudkan agar user lain dapat langsung menggunakan program tanpa harus menuggu proses loading.

3.3.4

Pemrograman

Database

Pembuatan tabel database menggunakan Microsoft Accsess pada program Visual Basic 6.0 dilakukan pada jendela VisData. Database ini terdiri dari 3 buah jenis tabel, setiap tabel tersebut berfungsi untuk menyimpan data pengguna program, data monitoring

berat obat selama proses produksi, dan data pasien. Penentuan nama database, tipe

database, beserta ukuran datanya ditabelkan seperti terlihat pada tabel 3.4 di bawah ini. Tabel 3.4 Tabel Rancangan Database

Nama Control Nama Field Tipe Data Ukuran Data

Nama_user Text 30

No_ID Text 10

Data_User

Password Text 10

Berat_mul Text 10

Berat_sek Text 10

Data_Obat

Jml_Bagi Integer 2 byte

Nama_pasien Text 30

Data_Pasien

Kartu_pasien Integer 2 byte

3.4

Pemrograman PLC Omron CPM2A.

Sistem alat ini menggunakan sistem komunikasi 1-1, dimana telah dijabarkan pada bab sebelumnya bahwa PLC berfungsi sebagai ‘slave’ dan PC sebagai ’master’. Hal ini membuat PLC hanya dapat bekerja setelah mendapat perintah dari PC. Perintah dari PC ditandai dengan ditekannya tombol Start pada form PROSES oleh user. Setelah tombol

dan station 4. Penjelasan mengenai keempat station tersebut akan dijelaskan pada sub-bab selanjutnya. Sistem akan berhenti bekerja ketika jumlah proses sesuai dengan masukan user pada ’Jumlah Pembagian Obat Serbuk’ di form PROSES. Setiap proses produksi akan dihasilkan 1 buah gelas takar berisi obat serbuk sesuai takaran.

Mulai

Gambar 3.11 Diagram alir proses produksi secara umum

3.4.1

Proses Penurunan Gelas Takar (

Station

1)

Proses ini merupakan awal dimulainya kerja keseluruhan dari sistem. Pada station

ini berlangsung proses penurunan 1 buah gelas takar alumunium dari tampungan gelas ke atas meja berputar, tepat pada dudukan yang telah disediakan. Proses ini dimulai setelah PLC mendapat paket data perintah dari PC yang ditandai dengan ditekannya tombol ’Start’

pada form PROSES.

Pada station 1 ini terdapat 2 buah input digital, yaitu sensor infrared 1 (S1) dan

Pada station ini terdapat 2 buah output terkendali, yaitu pembuka tutup tampungan gelas takar yang berupa katup solenoid, dan penggerak meja berputar berupa motor DC

power window. Keseluruhan proses ’penurunan gelas takar’ secara lengkap dapat dilihat pada gambar 3.12.

D

MULAI

Motor DC OFF

Tidak Tekan Tombol

Start pd PC dan LS1 aktif ?

Solenoid 1 ON

S1 aktif ?

YA

Tidak Ya

Solenoid 1 OFF dan Motor DC ON

LS2 aktif ?

Tidak

Ya

A

Gambar 3.12 Diagram alir subrutin proses Station 1

3.4.2

Proses Pengisian Gelas Takar (

Station

2 )

Station ini merupakan tempat perhentian meja berputar untuk pertama kali. Pada

tampungan obat selama terjadi proses pengisian ke dalam gelas takar, dan setiap perubahan berat pada tampungan obat akan tertampil pada PC.

Pada station pengisian ini terdapat 2 buah macam input, yaitu input digital dan

input analog. Input digital berupa sensor infrared 2 (S2) dan limit switch 2 (LS2), keduanya bekerjasama sebagai pendeteksi keberadaan gelas takar di atas dudukan meja berputar, atau dengan kata lain gelas takar telah siap pada posisi yang telah ditentukan. Input analog berupa tegangan keluaran dari load-cell yang berfungsi untuk memantau kondisi terakhir perubahan berat pada tampungan obat serbuk.

Pada station ini terdapat 2 buah output terkendali yaitu, katup solenoid pembuka tutup tampungan obat serbuk dan motor DC power window. Katup solenoid akan membuka dan mengalirkan obat dari tampungan selama berat dalam gelas takar di bawah tampungan belum terpenuhi, atau dengan kata lain PC mengirimkan perintah penghentian proses pengisian. Sama seperti station 1, motor DC power window digunakan untuk mengendalikan meja berputar. Untuk lebih jelasnya keseluruhan proses station 2 dapat dilihat pada gambar 3.13.

Motor DC OFF Berat pd gelas takar terpenuhi ?

LS3 aktif ? Solenoid 2 OFF dan Motor DC ON

Tidak

S2 Aktif ?

Solenoid 2 ON

YA

Tidak Ya

Tidak

Ya

B A

3.4.3

Proses Pengambilan Gelas Takar (

Station

3 )

Station ini merupakan tempat user / apoteker mengambil obat serbuk tertakar dalam gelas, hasil dari proses station sebelumnya. Obat serbuk tertakar dalam gelas takar tersebut dapat langsung dituangkan ke dalam kertas perkamen untuk dikemas secara manual.

Pada Station ini hanya terdapat 1 buah input digital yaitu limit switch (LS 3) untuk menghentikan meja berputar dan mengaktifkan timer pada PLC selama 5 detik. Setelah waktu 5 detik terpenuhi, motor DC power window akan menyala dan menjalankan meja berputar menuju station selanjutnya. Keseluruhan proses pada station 3 ini dapat dilihat pada gambar 3.14.

Motor DC OFF Timer 1 =

5 detik ? YA

Tidak

Timer 1 OFF dan Motor DC ON

LS4 aktif ?

Tidak

Ya

C B

Timer 1 ON dan berikan inputan pada counter 1

Gambar 3.14 Diagram alir subrutin proses Station 3

3.4.4

Proses Penyimpanan Gelas Takar (

Station

4 )