Post on 05-Aug-2015
Perancangan Miniplant System Pengeboran PCB
otomatis yang terdiri dari Konveyor, Drill PCB
Otomatis, dan Lengan Robot
Oleh:
Nama : Hardi Rifki Al’Amin
NIM : 07524030
Tugas : Mekatronika
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA
Y O G Y A K A R T A
2010
I.Pendahuluan
Mekatronika (Inggris: Mechatronic) berasal dari kata mekanika,
elektronika dan informatika. Secara sedehana pembentukan ilmu mekatronika
terdiri atas dua lapisan fisika dan logika. dan tiga dasar ilmu utama elektronika,
informatika dan mekanika. Begitu banyaknya penggunaan sistem mekatronika
dalam kehidupan kita memperkuat salah satu sifatnya yang multiguna (aplikatif).
Salah satu contoh dari penggunaan sistem mekatronika adalah sistem pengeboran
PCB otomatis pada tugas Mekatronika ini.
Pada tugas ini menggunakan sebuah konveyor yang berguna mengangkut
PCB menuju drill otomatis. Menggunakan drill otomatis yang dapat melubangi
PCB secara otomatis, dan juga terdapat lengan robot yang berfungsi mengambil
PCB yang telah dilibangi ke wadah PCB yang telah disediakan guna melanjutkan
proses selanjutnya. Miniplant yang dibuat ini nantinya akan dikontrol
menggunakan PLC agal dapat bejalan secara otomatis.
PLC muncul untuk memenuhi kebutuhan akan fleksibilitas sistem kontrol
dalam menanggapi perubahan sistem serta kebutuhan akan kepraktisan
pengoperasian sistem kontrol. PLC merupakan sistem kontrol berbasis komputer,
yaitu sebuah komputer mini yang dapat diprogram untuk mengolah input dan
mengeluarkannya melalui terminal output sesuai yang diharapkan. Dengan PLC,
perubahan sistem dilakukan hanya dengan mengubah program yang ada di
dalamnya. Program dibuat dan dimasukkan oleh operator melalui unit input
berupa console atau PC (Personal Computer).
PLC dapat dibayangkan sebagai sebuah kotak yang di dalamnya terdapat
ratusan atau ribuan relay, counter, timer dan lokasi penyimpan data. Relay, timer
dan counter tersebut tidak ada secara fisik, melainkan berupa rangkaian
semikonduktor yang sedemikian rupa sehingga dapat diprogram dan difungsikan
sebagai relay, timer maupun counter. Blok-blok penyusun PLC adalah CPU
(Central Processor Unit), memori dan rangkaian yang sesuai untuk menerima
data input/output.
II.Perancangan
2.1.Perancangan Hardware
Gambar 1. Konveyor dan drill otomatis
Gambar 1 diatas menunjukkan gambar dari prototipe konveyor dan drill
otomatis yang telah dirancang lengkap dengan alamat koneksi konveyor dan drill
otomatis ke input-output dari PLC. Untuk lengan robot-nya belum selesai karena
kurangnya waktu pengerjaan. Konveyor diatas dirancang menggunakan 2 kaleng
permen FOX yang dibalut dengan plastik sejenis canopy tetapi lebih tipis,
sehingga bisa digunakan untuk mengangkut barang yang terletak diatas konveyor.
Menggunakan sistem Belt yang terhubung pada sumbu kaleng FOX dan motor
DC yang berguna untuk menggerakkan konveyor, dapat dilihat pada gambar 2.
Limit Switch 3 (LS3)
Limit Switch 2 (LS2)
Limit Switch 1 (LS1)
Sensor
Drill otomatis
Motor Konveyor
Motor Drill otomatis
Gambar 2. Motor Konveyor (Kiri), Motor Drill otomatis (Kanan)
Untuk drill otomatis, dibuat menggunakan 2 alumunium dengan dimensi
berbeda dengan tujuan alumunium yang ukurannya lebih kecil dapat dimasukkan
ke dalam alumunium yang ukurannya lebih besar sehingga diperoleh semacam
sistem rel untuk drill otomatis. Diberi roller agar lebih lancar jalannya. Pada
ujungnya dipasang motor lengkap dengan mata bor yang berfungsi melubangi
setiap PCB yang diangkut konveyor ketika sensor 1 aktif.
Gambar 3. PCB pada konveyor yang siap untuk dilubangi drill otomatis
Adapun komponen pendukung prototipe konveyor dan drill otomatis ini
adalah sebagai berikut :
2.1.1. Motor DC
Prototipe konveyor ini tidak memerlukan motor yang mempunyai daya
yang besar karena kerja dari konveyor ini tidak digunakan secara maksimal, motor
DC yang berdaya kecil sudah mampu digunakan untuk menjalankan konveyor
tersebut.
2.1.2. Sensor
Sensor berfungsi sebagai pendeteksi adanya barang/benda yang bergerak
diatas konveyor. Sensor yang digunakan adalah limit switch, photodioda dan
infrared LED, dipilihnya komponen ini karena mudah didapat dan harganya
terjangkau. Sebuah limit switch dan juga sepasang infrared sebagai sensor yang
berfungsi sebagai penbangkit/pengendali saklar magnetik pada relay dihubungkan
dengan input PLC. Transmitter selalu mengirimkan sinyal pada receiver sehingga
mengakibatkan terjadinya hubungan antara keduanya. Proses penghi-tungannya
dilakukan dengan mendeteksi adanya perpotongan pada jalur infrared yang
dibangkitkan transmitter dan diterima oleh receiver. Setiap perpotongan akan
memberikan perubahan kondisi logika dari 0 ke 1 selama selang waktu tertentu.
Perubahan kondisi logika ini yang digunakan sebagai acuan perhitungan.
2.1.3. Programmable Logic Controlller (PLC).
PLC adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian
sederetan relay yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC
bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait),
kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan,
yang berupa menghidupkan atau mematikan keluarannya (logic, 0 atau 1, hidup
atau mati). Pengguna membuat program (dengan menggunakan ladder program
atau diagram tangga) yang kemudian dijalankan oleh PLC yang bersangkutan.
2.2.Perancangan Software
2.2.1. Identifikasi Input dan Output
Sistem ini memiliki 7 buah input antara lain : tombol START(P0000),
tombol STOP(P0001), tombol EMERGENCY(P0002), LS1(P0004), LS2(P0005),
LS3(P0003), Sensor(P0005), juga memiliki 4 buah output antara lain Motor
Konveyor(P0020), Motor Turun(P0021), Motor Naik(P0023), Drill (P0022).
Selain itu menggunakan 2 memori bantu yaitu M0000 dan M0001.
Gambar 4. Diagram Ladder sistem konveyor dan drill otomatis
Gambar 5. Diagram alir program pengendalian sistem konveyor dan drill otomatis
Limit Switch
1 ditekan?
Motor Konveyor ON
START
Sensor PCB
ON?
Motor Konveyor OFF, Motor
Turun ON, Drill ON
Limit Switch
2 ditekan?
Motor Turun OFF, Drill OFF,
Motor Naik ON
Limit Switch
3 ditekan?
Motor Naik OFF,
Motor Konveyor ON
END
Yes
Yes
Yes
Yes
No
No
No
No
III.Pembahasan
Sistem ini bekerja sebagai berikut, ketika tombol START ditekan maka
sistem akan berjalan. Sistem akan berhenti bila tombol STOP atau EMERGEBCY
ditekan. Ketika PCB menyentuh LS1 maka motor konveyor akan berjalan. Motor
konveyor akan berjalan terus sampai sensor mendeteksi adanya PCB.
Ketika sensor aktif, maka motor akan menyala turun dan motor bor akan
menyala, motor akan bergerak turun dan motor bor akan menyala sampai LS2
tertekan. Bersamaan dengan tertekannya LS2 maka motor bor akan mati dan
motor akan bergerak naik sampai LS3 tertekan. Ketika LS3 tertekan maka motor
konveyor akan aktif lagi dan PCB yang telah dilubangi akan berjalan menuju
wadah.
Disini digunakan software XG5000 sebagai simulasi diagram laddernya.
Diagram ladder telah diuji dalam simulasi dan sistem berjalan sesuai yang
diinginkan.
IV.Kesimpulan
Prototipe ini secara hardware belum selesai dibuat, karena banyaknya
kendala yang didapat saat pengerjaan dan kurangnya waktu. Untuk softwarenya
tidak ada kendala yang didapat karena diagram ladder yang dibuat baru dalam
simulasi dengan bantuan software XG5000 dari LG.
Kelompok Mekatronika :
Insan Kamil Ahmad
Hardi Rifki Al’Amin
Rudi Uswarman
Ikbal Tawakal
Pak Insan
Saya Hardi
Pak Rudi
Om Ikbal
Tugas Mekatronika