iii
PENGENDALIAN PLC DENGAN ARDUINO
PINTU GARASI AUTOMATIC
PROPOSAL PROYEK MINI
Di ajukan sebagai salah satu syarat untuk memproleh gelar sarjana 1 teknik
Pada jurusan teknik elektro fakultas sains dan teknologi
UIN SUSKA RIAU
Oleh :
A R I N
11255102239
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGRI SULTAN SYARIF KASIM RIAU
PEKANBARU
2015
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ……………………………………………………………….. i
DAFTAR GAMBAR …………………………………………………...………. ii
DAFTAR TABEL ………………………………………………………….... iii
BAB I LATAR BELAKANG
1.1 Latar belakang ……………………………………………. I-1
BAB II SASARAN DAN MANFAAT
2.1 Sasaran ……………………….……...….…………………. II-2
2.2 Manfaat …………………………..………………………… II-3
BAB III TEORI
3.1 Arduino uno …………………………………………..… III-1
3.2 Motor DC …………………………………………………….. III-2
3.3 Motor driver …………………………………………….. III-2
3.4 Komponen pendukung …………………………………….. III-3
BAB IV LANGKAH KERJA
4.1 Desain Prototipe …...………………….…………………….. IV-1
4.2 Pembuatan alat atau casing luar …………………..………… IV-3
4.3 Perakitan komponen .……………………………. IV-4
4.4 Penempatan komponen ke casing luar ……….………….… IV-4
4.5 Mengupload program …………………..………… IV-4
BAB V BIAYA DAN PERALATAN
5.1 anggaran biaya bahan ……………………..………..…….. V-1
5.2 peralatan …………….……………………..………………… V-5
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
4.1 Desain kotak prototype pintu garasi automatic.....…………….………… IV-1
4.2 Posisi pintu garasi saat tertutup …………………………………… IV-1
4.3 Posisi saat pintu garasi terbuka …………………………………… IV-2
4.4 Posisi motor dc sebagai penggerak sehingga pintu bisa
bergeser naik dan turun.. …………….…………………………….. IV-2
4.5 Penempatan motor dc ………….……………………………………….. IV-3
4.6 posisi motor dan baut panjang ….……………..………………… IV-3
4.7 kotak beserta pintu garasinya pada perancangan casing luar............……. IV-4
DAFTAR TABEL
Table Halaman
5.1 Anggaran biaya pengeluaran …….……….……………………… V-1
5.2 Peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan proyek mini…..…… V-5
BAB I
LATAR BELAKANG
1.1 Latar Belakang
Dalam beraktivitas kita sering kali mendapat kendala, dimana kendala itu dapat menghambat kita untuk menyelesaikan semua kegiatan kita. Tidak hanya itu, waktu kita pun ikut terbuang dan secara otomatis kita memerlukan waktu tambahan untuk menyelesaikanya
Setiap manusia pasti menginginkan semua kegiatanya diselesaikan dengan waktu seminimal mungkin agar dapa melanjutkan aktifitasnya yang lain Seperti halnya untuk mengeluarkan mobi dari garasi yang membutuhkan waktu dan aktifitas yang lebih. Dimana kita harus membuka garasi terlebih dahulu kemudian mengeluarkan mobil dan selanjutnya menutupnya kembali
Tujuan dari alat ini adalah untuk menghemat waktu dan selain itu juga untuk memudahkan kita mengeluarkan atau memasukkan mobil tanpa haru membuka sendiri pintu garasi. Dan juga tanpa harus berteriak meminta tolong kepada orang lain untuk membukakan pintu garasi, serta tingkat kehematan dalam pembuatanya yang dapat membantu bagi kalangan menengah ke bwah untuk bisa memiliki teknologi yang relevan.
BAB II
SASARAN DAN MANFAAT
Sebagai Negara berkembang kita sangat memerlukan teknologi-teknologi yang dapat di aplikasikan secara langsung di masyarakat. Pada era globalisasi akan terjadi peningkatan di berbagai sector, yang paling menonjol yaitu di bidang teknologi , dengan demikian perlu adanya pengembangan-pengembangan dan hal tersebut harus kita awali dari pelajar.
Sasaran
adapun sasaran yang ingin saya proleh yaitu dapat mengembangkan suatu aplikasi alat yang dapat membantu meringankan beban manusia dalam menjalankan aktifitas sehari-hari dengan harga yang terjangkau oleh kalangan menengah kebawah, sehingga mereka tidak ketinggalan dalam pengaplikasian teknologi pada zaman sekarang.
Untuk penyempurnaan alat ini saya sangat berharap saran yang membangun untuk mendapatkan hasil yang maksimal, dalam proses pengembangannya kita bias membuat sesuatu yang sangat bias membantu dan tercapai apa yang jadi tujuan proyek mini ini.
Ada beberapa hal yag sangat mendasar yang perlu jadi pertimbangan dan sarannya , yaitu antara lain :
1. Karena masih merupakan prototipe, diharapkan bisa diaplikasikan
pada alat yang sebenarnya dan ini sangat perlu di perhatikan di berbagai segi pemilihan alat dan bahan yang sesuai dengan ukuran sebenarnya.
2. Spesifikasi setiap komponen penunjang dalam pembuatan atau penerapan sebenarnya harus di pertimbangkan.
Manfaat
Setiap sesuatu yang kita buat haruslah mempunyai manfaat yang dapat langsung dirasakan oleh masyarakat atau penggunanya.
Adapun manfaat yang dapat dirasakan antara lain :
Waktu jadi lebih relevan.
Artinya waktu kita lebih bisa berguna untuk hal lain, jika kita menggunakan pintu manual,maka akan bayak waktu yang di perlukan untuk membuka dan menutup pintu garasi tersebut.
Tenaga tidak terbuang sia-sia
Kita tidak memerlukan tenaga besar untuk membuka dan menutup pintu garasi.
Menghemat anggaran biaya
Harga yang terjangkau sebab disini saya menggunkan aplikasi microcontroller arduino uno yang harganya terjangkau dan komponen lain yang terjangkau juga. Beda halnya dengan PLC yang harganya relative mahal,dan hanya orang-orang tertentu yang dapat membelinya.
BAB III
TEORI
untuk bisa mengerjakan proyek ini kita harus tahu ilmu setiap pengerjaannya mulai dari pengetahuan umum sampai pengetahuan dasar, hal ini sangat berpengaruh kepada hasil yang akan dicapai. Disini saya akan menguraikan beberapa teori yang berhubungan dengan proyek ini.
PLC (Programmable Logic Controller)
PLC atau yang di sebut programmable logic controller ialah rangkaian elektronik berbasis mikroprosesor yang beroperasi secara digital, menggunakan programmable memory untuk menyimpan instruksi yang berorientasi kepada pengguna, untuk melakukan fungsi khusus seperti logika, sequencing, timing, arithmetic, melalui input baik analog maupun digital, untuk berbagai proses hasil berupa tindakan yang dilakukan oleh mesin. PLC merupakan sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang banyak dijumpai pada sistem kontrol konvensional, dirancang untuk mengontrol suatu proses tindakan mesin atau alat yang bekerja.
PLC jika dibandingkan
Arduino uno
Arduino merupakan board mikrokontroler yang sudah didesain dan dibuat oleh salah satu perusahaan di Itali. Hal itu bertujuan untuk memudahkan pengguna dalam mengembangkan proyek-proyek automasi dan mikrokontroler lainnya dengan mudah dan bersifat open source.
Arduino Uno merupakan board mikrokontroler berbasis ATmega328. Arduino ini memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 16 MHz osilator kristal, koneksi USB, jack power, ICSP header, dan juga terdapat tombol reset. Untuk mendukung mikrokontroler agar dapat digunakan, cukup hanya menghubungkan Board Arduino Uno ke komputer dengan menggunakan kabel USB.
ArduinoUno berbeda dengan semua board sebelumnya dalam hal koneksi USB to serial yaitu menggunakan fitur Atmega 8U2 yang diprogram sebagai konverter USB to serial berbeda dengan board sebelumnya yang menggunakan chip FTDI driver USB to serial.
Adapun spesifikasi arduino uno yang saya pakai adalah :
Microcontroller ATmega328
Operasi dengan daya 5 Volt
Input Tegangan ( disarankan ) 7-12V
Input Tegangan ( batas ) 6-20V
Digital I/O Pins 14 (dimana 6 memberikan output PWM )
Analog Input Pin 6
DC Lancar per I/O Pin 40 mA
Saat 3.3V Pin 50 mA DC
Flash Memory 32 KB ( ATmega328 ) yang 0,5 KB digunakan oleh bootloader
SRAM 2 KB ( ATmega328 )
EEPROM 1 KB ( ATmega328 )
Clock Speed 16 MHz
Motor DC
Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator yaitu pada bagian yang tidak berputar dan kumparan jangkar disebut rotor yaitu pada bagian yang berputar. Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.
Driver motor DC
Gambar 3.1 L293D ,
sumber : http://oomlout.co.uk/products/motor-controller-l293d
Driver motor digunakan untuk menggerakkan motor DC. Arus yang mampu diterima atau yang dikeluarkan oleh mikrokontroler sangat kecil ( dalam satuan miliampere ) sehingga agar mikrokontroler dapat menggerakkan motor DC diperlukan suatu rangkaian driver motor yang mampu mengalirkan arus sampai dengan beberapa ampere, maka disini saya menggunakan IC motor driver L293D, dengan data set yang tertera pada gambar 3.2.
Gambar 3.2 Data set L293D
Sumber : http://www.robotplatform.com/howto/L293/motor_driver_1.html
Komponen Pendukung
Komponen pendukung merupakan alat atau komponen tambahan yang digunakan baik sebagai hambatan atau penyimpan arus sementara seperti resistor dan kapasitor.
Resistor
resistor merupakan komponen elektronik yang berfungsi sebagai penghambat tegangan, hal ini bertujuan agar tegangan masukan yang masuk ke komponen lain sesuai dengan kapasitasnya.
Limit switch
Limit switch merupakan salah satu jenis saklar yang dilengkapi dengan katup dimana hal tersebut sama halnya dengan tombol. Prinsip kerja limit switch sama seperti saklar Push ON yaitu hanya akan terhubung pada saat katupnya ditekan , dan akan memutus saat katup tidak ditekan. Limit switch termasuk dalam kategori sensor mekanis hal ini di karenakan sensor yang akan memberikan perubahan elektrik saat terjadi perubahan mekanik pada sensor tersebut. Penerapan dari limit switch adalah sebagai sensor posisi suatu benda (objek) yang bergerak.
BAB IV
LANGKAH KERJA
Desain prototype
Pada proses tahap awal yaitu dengan membuat rancangan dengan menggunkan berbagai aplikasi penunjang .Disini saya menggunakan skace up sebagai media untuk mendesain prototype alat yang akan saya buat
Ini adalah hasil desain yang saya buat :
Gambar 4.1 desain kotak prototype pintu garasi automatic
Gambar 4.2 posisi pintu garasi saat tertutup.
Sumber arin.doc
Gambar 4.3 posisi saat pintu garasi terbuka
Sumber : arin.doc
Gambar 4.4 posisi motor dc sebagai penggerak sehingga pintu bisa bergeser naik dan turun
Sumber : arin.doc
Gambar 4.5 penempatan motor dc
Sumber : arin.doc
Gambar 4.6 posisi motor
Sumber : arin.doc
2. Pembuatan alat atau casing luar
pada proses tahap selanjutnya yaitu adalah pembutan bentuk jadi sesuai dengan rancangan atau desain yang sudah saya siapkan sebelumnya.Dalam proses ini kita akan melakukan perangkaian letak dan posisi setiap bahan yang kita gunakan, dengan perhitungan yang sesuai.
Gambar 4.7 desain keseluruhan prototype
Sumber: arin.doc
Perakitan komponen
Dalam perancangan komponen kita akan merancang berdasarkan input atau masukan serta penempatan posisi pada setiap alat yang harus sesuai dengan jalur rangkaian.
Gambar 4.1 Rangkaian system pengendali pintu garasi
Sumber : http://garagelab.com/profiles/blogs/tutorial-l293d-h-bridge-dc-motor-controller-with-arduino
Penggabungan casing dengan komponen
Setelah perancangan komponen selesai, selanjutnya adalah penyatuan atau penggabungan alat komponen dengan casing luar supaya bias berjalan sesui dengan tujuan
Penguploadan program.
Penggbungan komponen dengan casing luar sudah selesai maka selanjutnya adalah mengupload program. Dan jika program berjalan sesuai dengan yang diharapkan, maka tujuan telah tercapai.
Program pengendali pintu garasi dengan arduino uno, dengan menggunakan motor driver L293D :
Untuk motor hanya bergerak salah satu.
Int pustbuttonPin = 2; // saklar atau tombol input
int motor1Pin1 = 3; // pin 2 motor driver L293D
int motor1Pin2 = 4; // pin 7 motor driver L293D
int onPin = 9; // pin 1 motor driver L293D
void setup() {
// pengaturan saklar sebagai input:
pinMode(pustbuttonPin, INPUT);
// mengatur semua pin lainnya yang di gunakan sebagai output:
pinMode(motor1Pin1, OUTPUT);
pinMode(motor1Pin2, OUTPUT);
pinMode(onPin, OUTPUT);
// mengatur onPin tinggi sehingga motor aktif atau bergerak :
digitalWrite(onPin, HIGH);
}
void loop() {
// jika saklar tinggi atau saat ditekan pada pustbuton, motor akan menyala satu arah:
if (digitalRead(pustbuttonPin) == HIGH)
{
digitalWrite(motor1Pin1, LOW); // pengaturan pin 2 on L293D low
digitalWrite(motor1Pin2, HIGH); // pengaturan pin 7 on L293D high
}
// jika saklar rendah atau dlm keadaan low ( tidak di tekan/ ditekan lagi setelah tekan 1 kali, motor yang akan berubah ke arah yang berlawanan :
else {
digitalWrite(motor1Pin1, HIGH); // pengaturan pin 2 on L293D high
digitalWrite(motor1Pin2, LOW); // pengaturan pin 7 on L293D low
}
}
Cara kerja alat
Ketika tombol OPEN di tekan maka pintu akan membuka dan terus membuka meskipun tombol tetap dilepas. Namaun pintu berhenti terbuka apabila telah terbuka penuh ( ada limit swich).
Ketika tombol CLOSE di tekan maka pintu akan tertutup dan terus tertutup meskipun tombol di lepas, namun pintu akan berenti menutup jika sudah tertutup penuh ( ketika menyentuh limit swich ).
Jika tombol STOP di tekan , maka pintu akan berhenti bergerak dan akan bergerak kembali jika salah satu tombol open atau close di tekan.
Saat pintu OPEN penuh , lampu hijau menyala.
Saat pintu CLOSE penuh, lampu merah menyala.
Kedua motor tidak boleh menyala bersamaan.
BAB V
BIAYA DAN PERALATAN
V.1. Anggaran biaya
Pada proses pembuatannya ada beberapa komponen yang di gunakan dan hal tersebut tidak lepas dari anggaran biaya pengeluaran yang di perlukan untuk pembuatan alat. Adapun alat-alat yang saya gunakan antara lain terdapat di Tabel 5.1 , komponen tersaebuat saya pesan secara online di toko terpercaya.
Berikut anggaran biaya pengeluaran :
Tabel 5.1. anggaran biaya pengeluaran
No
Gambar
Nama alat
Harga
Keterangan
1
Sumber : http://store.arduino.cc/product/A000066
Arduino uno
Rp 150.000,-
Sebagai microcontroller
2
Sumber : http://www.wisegeek.org/what-is-a-dc-motor.htm
Motor dc
Rp 24.000,-
Penggerak pintu naik dan turun
3
Sumber : http://www.robotshop.com/en/dfrobot-4-8-46v-2a-dual-motor-controller.html
Motor driver
Rp 22.000,-
Pengendali motor
4
Sumber : http://en.wikipedia.org/wiki/Nine-volt_battery
Batrai 9v
Rp 12.000,-
Input tegangan
5
Sumber : http://histla.web.id/1-pin-dual-female
Kabel jummper
Rp 22.000,-
Penghubung antar komponen
6
Sumber : https://www.bukalapak.com/p/hobi/mainan/lain-lain-345/lwwx-jual-jumper-kabel?from=produktidakdijual
Kabel arduino
Rp 23.000,-
Sebagai penghubung modul satu sama lain pada komponen
7
Sumber : http://www.nexuscyber.com/half-size-solderless-breadboard
breadboard
Rp 27.000,-
Peletakan komponen elktronik pendukung.
8
Sumber : arin.doc
Siku-siku geser
Rp 22.000,-
Sebagai penyangga daun pintu
9
Sumber : http://mr-plywood.com/kayu-lapis-plywood/
triplek
Rp 120.000,-
Sebagai tempat prototype garasi
10
Sumber : http://www.kapaldigital.com/product/drywall-screw/
Baut skrup
Rp 12.000,-
Penyatu triplek
11
Sumber : http://www.indocon.co.id/product/lem-fox-lem-putih-pvac/
Lem kayu
Rp 10.000,-
Pengikat triplek
12
Sumber : arin.doc
Daun pintu yang bisa di lipat (buat sendiri )
Rp 14.000,-
Pintu garasi
13
Sumber : http://www.kiosban.com/cara-menyetel-v-belt-kendaraan/
Tali belt
Rp 16.000,-
Penghubung motor dc dengan baut pintu
Jumlah pengeluaran
Rp 625.000,-
V.2 Peralatan
Untuk membuat alat kita perlu beberapa alat pendukung sebagai penunjang kelancaran proyek. Peralatan yang saya gunakan umumnya berasal dari organisasi robotika, dimana robotika uin mempunyai alat yang dapat di gunakan oleh anggotanya.
Beberapa perlatan yang saya gunakan dapat di lihat berdasarkan Tabel 5.2 .
tabel 5.2. peralatan yang digunakan dalam proses pembuatan proyek mini
No
Gambar
Nama
Keterangan
1
Sumber : http://www.bhinneka.com/category/gergaji_listrik.aspx
Gergaji mesin
Pemotong triplek
2
Sumber : http://dwimakmurteknik.com/product/21/112/ROTARY-HAMMER-MERK-BOSCH-TYPE-GBH-2-22-RE
Bor
Sebagai pengebor lobang baut atau mor
3
Sumber : http://www.sinarbaru.com/product.php?category=46
Gerinda mesin
Pemotong besi atau almunium
4
Sumber : http://www.rhrtools.co.uk/shop2/index.php?main_page=product_info&cPath=78&products_id=239&zenid=7a5affa4b364023cf3b1d1cc04c1c296
Obeng
Pengunci dan pembuka baut
5
Sumber : http://www.lelong.com.my/kds-auto-lock-cutter-knife-mhzz-I1168398-2007-01-Sale-I.htm
Katter
Pemotong pada bagian yang sulit di potong gergaji mesin.
6
Sumber : https://supplierbangunan.wordpress.com/material/amplas-3/
Amplas
Penghalus permukaan triplek yang kasar
7
Sumber : http://www.ilmugrafis.com/coreldraw_dasar.php?page=pentingnya-fungsi-ruler-dan-guide-lines
Penggaris
Pengukur panjang dan lebar
8
Sumber : http://kotabaru.co.id/index.php?id=328
Meteran
Sebagai alat untuk mengukur panjang dan lebar saat pemotongan triplek
DAFTAR PUSTAKA
Heryanto, Ary dan Wisnu, Adi. 2008. Pemrograman Bahasa C untuk
Mikrokontroler ATMEGA8535. Yogyakarta: Andi Offset.
Kadir, Abdul. 2012. panduan praktis mempelajari microcontroller dan pemrogramannya
menggunakan arduino. Yogyakarta: Andi Offset.
Laksono, Edi (Penterj). 1993. Teknik Kontrol Automatik (Sistem Pengaturan) Jilid 2. Jakarta : Erlangga
Bejo, Agus. 2008. C dan AVR Rahasia Kemudahan Bahasa C dalam Mikrokontroler ATMega8535. Bandung: Penerbit Informatika.
Depari, Ganti. 1992. Belajar Teori dan Ketrampilan Elektronika. Bandung : PT. Elex Media Computindo.
Artanto,Dian.2012. 60 Aplikasi PLC - Micro Menggunakan Microcontroller PIC16f877 dan Atmega8 (Arduino Severino).jakarta: PT. Elex Media Komputindo.
Joni, I Made dan Raharjo, Budi. 2008. Pemprograman C dan Implementasinya. Bandung : Informatika.
Nalwan, andi.
