Doc 3

i

PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC ) TYPE ZEN

SEBAGAI KONTROL SIMULASI PENYIRAM TANAMAN

SKRIPSI

Diajukan dalam rangka penyelesaian Studi Strata 1

Untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan

Oleh:

Nama : Agus Sugiyo

NIM : 5314000020

Program Studi : S1 - Pend. Teknik Elektro

Jurusan : Teknik Elektro

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2006

ii

ABSTRAK

Agus Sugiyo, 2006. “Programmable Logic Controller (PLC) Type Zen Sebagai Kontrol Simulasi Penyiram Tanaman Otomatis”. Skripsi Pendidikan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.

Penelitian ini bertujuan untuk Merencanakan dan membuat alat penyiram tanaman dengan kontrol PLC type ZEN yang diaplikasikan dalam bentuk simulasi.Sistem kontrol ZEN terrdiri atas sekumpulan piranti-piranti dan peralatan-peralatan elektronik yang mampu menangani kestabilan, akurasi dan mengeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses produksi. Alat–alat kontrol ini diantaranya alat kontrol berbasis mikrokontroler, saklar–saklar otomatis, dan programmable logic control (PLC). PLC (Programmable Logic Control) adalah sebuah alat yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang dijumpai pada sistem kontrol proses konvensional. PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor-sensor yang terkait), kemudian melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan.

Penyiram tanaman otomatis dengan kontrol PLC type ZEN ini, bekerja setiap hari sesuai dengan waktu yang ditentukan. Dari hasil pengukuran IC LM35 yang merupakan sensor suhu dijabarkan bahwa ketika simulasi pemanas dinyalakan (menunjukkan tanah kering) dihasilkan data yang merupakan tegangan output IC LM35 (sensor suhu) akan berbanding lurus dengan kenaikan suhu (simulasi tanah kering). Ketika suhu telah mencapai batas maksimum (500C), maka pompa akan menyala menyalurkan air untuk menyiram tanaman. Batas maaksimum (500C) terlebih dahulu diterjemahkan ke dalam bentuk tegangan dimana 10mV adalah 10C, sehingga menjadi 0,5 V untuk dituliskan dalam program tangga ZEN.

Ketika alat ini bekerja maka timer harian secara otomatis juga akan bekerja. Apabila terjadi hujan maka detektor hujan akan akan memberikan perintah untuk menghentikan penyemprotan tanaman.

Dengan melihat hasil keseluruhan dari pembuatan alat simulasi ini, maka dapat diberikan saran sebagai berikut Dalam pemakaian sistem kendali khususnya PLC, sistem harus benar-benar terisolasi dari rangkaian interface luar. Dengan adanya alat simulasi ini, dapat memberikan gambaran mengenai salah satu aplikasi ZEN. Dan menyarankan agar para pembaca (petani) dapat mengaplikasikan alat penyiram tanaman ini, sehingga dapat meningkatkan hasil paanen dan menghemat biaya produksi Pada pembuatan penyiram otomatis yang sesungguhnya, harus diperhitungkan kembali faktor luas lahan dan jenis tanaman.

iii

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi dengan judul “PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC )

TYPE ZEN SEBAGAI KONTROL SIMULASI PENYIRAM TANAMAN”,

telah dipertahankan di hadapan Sidang Panitia Ujian Skripsi Fakultas Teknik

Universitas Negeri Semarang yang diselenggarakan pada:

Hari : Kamis

Tanggal : 9 Maret 2006

Ketua

Panitia

Sekretaris

Drs.Djoko Adi W i dodo, M.T NIP.131570064

Drs. Said Sunardiyo, M.T. NIP. 131961219

Pembimbing I Penguji I

Drs. Rafael Sri W i yardi, M.T. NIP. 130800170

Drs. M. Harlanu, M.Pd. NIP. 131931823

Pembimbing II Penguji II

Drs. Henry Ananta, M.Pd. NIP. 131571562

Drs. Rafael Sri W i yardi, M.T NIP. 130800170

Penguji III

Drs. Henry Ananta, M.Pd. NIP. 131571562

Dekan

Prof. Dr. SoesantoNIP. 130 875 753

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

• Kerjakanlah sesuatu yang ada terlebih dahulu sebelum yang lebih baik

datang.

• Kunci sukses adalah ketelatenan dan sabar.

Persembahan :

Tuhan YME, Bapak dan Ibuku (Chamim dan Suseni), Adik-adiku (Dwi dan Emi),

seluruh keluargaku, YangtiQu (omelan penyemangatnya), teman-teman kost LA,

teman-teman PTE ’00, Sri Handono (ide temanya), dunia pendidikan, nusa dan

bangsa, dan pihak yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu.

v

KATA PENGANTAR

Dengan mengucap puji syukur ke hadirat Allah SWT, yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-NYA sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.

Keberhasilan Skripsi ini tidak lepas dari semua pihak yang banyak

memberikan bantuan, dorongan dan bimbingan yang telah diterima dengan baik

secara langsung maupun tidak langsung. Pada kesempatan ini dengan segala

kerendahan hati penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada yang terhormat:

1. Drs. Rafael Sri Wiyardi, MT, Dosen Pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, petunjuk dan saran hingga terselesaikannya

skripsi ini.

2. Drs. Henry Ananta, M.Pd, Dosen Pembimbing II, yang telah memberikan

bimbingan, petunjuk dan saran hingga terselesaikannya skripsi ini.

3. Drs. Djoko Adi Widodo, M.T, Ketua Jurusan Teknik Elektro.

4. Prof. Dr. Soesanto, Dekan Fakultas Teknik.

5. Drs. R. Kartono, M.Pd, Ketua Program Studi Pendidikan Teknik Elektro.

6. Bapak Ibu Dosen TE UNNES yang telah memberikan ilmu pengetahuan.

7. Teman-teman PTE Agkatan 2000 dan teman-teman kost LA yang telah

memberikan dukungannya.

8. Orang Tua serta keluarga yang telah memberikan dorongan baik moril

maupun materil kepada penulis.

9. Dan kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

vi

Akhirnya penulis berharap agar skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis

dan mahasiswa Universitas Negeri Semarang pada khususnya dan masyarakat

pada umumnya dalam memperluas pengetahuan akan ilmu dan teknologi.

Semarang, Februari 2006

Penulis

vii

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL........................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................... ii

ABSTRAK ....................................................................................................... iii

MOTO DAN PERSEMBAHAN ...................................................................... iv

KATA PENGANTAR ........................................................................................v

DAFTAR ISI ................................................................................................... vii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ..............................................................................................x

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xii

BAB I PENDAHULUAN

A.Latar Belakang Masalah..........................................................................1

B. Permasalahan ..........................................................................................2

1. Identifikasi Masalah ...........................................................................2

2. Pembatasan Masalah ..........................................................................2

3. Perumusan Masalah ...........................................................................3

C. Tujuan Penelitian ....................................................................................3

D. Manfaat Penelitiaan ................................................................................3

E. Sistematika Skripssi ................................................................................3

BAB II LANDASAN TEORI

A. Programmable Logic Control (PLC) .....................................................6

1. Unit Pengolahan Pusat (CPU- Central Prosessing Unit)...................7

2. Memori ...............................................................................................7

3. Pemrograman PLC .............................................................................8

viii

Halaman

4. Catu daya............................................................................................9

5. Masukan-masukan PLC .....................................................................9

6. Keluaran-keluaran PLC....................................................................10

7. Pengaturan atau Antarmuka Keluaran ..............................................10

B. ZEN ......................................................................................................10

Area Memori........................................................................................13

C. Sensor Suhu Dan Detektor Hujan ........................................................23

D. Motor ...................................................................................................24

Prinsip Kerja Motor .............................................................................25

E. Kerangka Berpikir.................................................................................27

BAB III PERANCANGAN, PEMBUATAN DAN PENGUJIAN ALAT

A. Pembuatan Perangkat Lunak ...............................................................28

Langkah pembuatan program dengan Zen Support Software..............30

B. Pembuatan Perangkat Keras ................................................................34

C. Pengujian Alat......................................................................................36

D. Analisis Data........................................................................................36

BAB IV PENGUKURAN, PEMBAHASAN DAN KETERBATASAN ALAT

A. Pengukuran Alat ...................................................................................37

B. Pembahasan Hasil Pengukuran.............................................................39

C. Keterbatasan Alat .................................................................................39

BAB V SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan...............................................................................................40

B. Saran .....................................................................................................40

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

ix

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Zen Programmable Relay ....................................................11

Gambar 2. Perangkat Lunak Zen ...........................................................13

Gambar 3. Tombol Tekan Pada Zen ......................................................15

Gambar 4. Contoh Tampilan LCD ........................................................18

Gambar 5. Layar Pengaturan Bit Penampilan pada LCD ......................19

Gambar 6. Aturan Penulisan Diagram Tangga dengan ZEN .................20

Gambar 7. Contoh penggunaan pewaktu ...............................................21

Gambar 8. Pengaturan pewaktu dan penentuan tipe ..............................21

Gambar 9. Ilustrasi eksekusi program tangga ZEN ..............................22

Gambar 10. Ilustrasi penggunaan status ON/OFF pada ZEN..................23

Gambar 11. Simbol LM35 .......................................................................23

Gambar 12. Bagian-bagian motor ............................................................26

Gambar 13. Diagram alir..........................................................................28

Gambar 14. Diagram Ladder ...................................................................29

Gambar 15. Tampilan pilihan awal ZEN .................................................30

Gambar 16. Tampilan Property Setting ...................................................31

Gambar 17. Jendela Pembuatan diagram ................................................32

Gambar 18. Tampilan apabila sukses.......................................................32

Gambar 19. Diagram Blok Rangkain.......................................................33

Gambar 20. Rangkain catu daya ..............................................................33

Gambar 22. Rangkain Simulasi................................................................34

x

Halaman

Gambar 22. Alat Simulasi ........................................................................35

Gambar 23. Grafik Pengukuran IC LM35 ...............................................38

xi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Alokasi bit-bit I/O .......................................................................13

Tabel 2. Tipe bit dan fungsi tambahan......................................................16

Tabel 3. Alokasi bit-bit waktu...................................................................17

Tabel 4. Alokasi Bit Penampil ..................................................................19

Tabel 5. Percobaan 1 Pengukuran IC LM35. ............................................37

Tabel 6. Pengujian Sensor Hujan ..............................................................38

Tabel 7. Pengukuran Catu Daya................................................................38

xii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1 Rangkaian Keseluruhan ...........................................................42

Lampiran 2.Tabel Pengukuran IC LM35 ....................................................43

Lampiran 3 Panduan Singkat Penggunaan Zen Support Software ............47

Lampiran 4 Product Configurations............................................................69

Lampiran 5 Specifications...........................................................................72

Lampiran 6 Data Sheet IC LM35................................................................83

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Hasil tanaman merupakan salah satu sumber bahan makanan pokok

yang dibutuhkan manusia maupun hewan, sehingga manusia perlu

membudidayakan tanaman tersebut. Pembudidayaan tanaman sebagai salah

satu sumber bahan makanan pokok harus ditingkatkan produktifitasnya. Salah

satu cara untuk meningkatkan produktifitas tanaman yaitu dengan cara

menyuplay air agar cukup dan teratur. Pada pertanian yang lahannya sempit

kebutuhan air sangat diperlukan, karena tanaman memperoleh makanan dari

air yang disiramkan setiap harinya. Air ini diperoleh biasanya dengan cara

membuat sumur di sekitar lahan. Untuk menaikkan air dari dasar sumur

diperlukan pompa air, kemampuan pompa air tersebut disesuaikan dengan

kedalaman sumur dan luas lahan pertanian.

Dalam pertanian air sangat diperlukan, tanpa air yang cukup

tanaman akan mati. Karena tanaman menyerap sari-sari makanan yang

terkandung di dalam air dan tanah. Berdasarkan fenomena tersebut kebutuhan

tanaman terhadap air harus selalu dikontrol secara baik dan teratur. Untuk

mengontrol kebutuhan air tersebut diperlukan alat penyiram tanaman yang

efektif dan efisien. Dengan adanya alat tersebut diharapkan kebutuhan

tanaman terhadap air dapat terkontrol dan terpenuhi. Selain itu, petani juga

2

dapat menghemat biaya operasional pertaniannya dan mereka dapat

melakukan kegiatan lain di luar bidang pertanian.

Bedasarkan fenomena tersebut peneliti mempunyai ide untuk

membuat alat penyiram tanaman secara otomatis. Alat tersebut peka terhadap

cuaca, baik itu saat hujan maupun saat kemarau. Alat ini menggunakan

kontrol Programmable Logic Controller (PLC) type Zen yang sangat mudah

didapat dipasaran dan cara pemrogramannya relatif mudah dipahami, yang

peneliti tuangkan dalam skripsi dengan judul “Programmable Logic

Controller (PLC) Type Zen Sebagai Kontrol Simulasi Penyiram

Tanaman Otomatis”.

B. Permasalahan

1. Identifikasi Masalah

Bagaimana membuat alat penyiram tanaman yang peka terhadap

cuaca hujan maupun kekeringan. Pembuatannya meliputi sensor suhu,

detektor hujan dan program ZEN.

2. Pembatasan Masalah

Karena terbatasnya sarana dan prasaran dalam pembuatan alat

penguji ini, maka yang dikaji dan dibahas lebih mendalam adalah :

1. Perancangan dan pembuatan sensor suhu, detektor hujan dan program

ZEN.

2. Pompa air yang dipakai adalah AQUILA tipe P1800.

3. PLC yang dipakai adalah tipe ZEN 10C1DR-D-V1.

3

3. Perumusan Masalah

Dari identifikasi dan pembatasan masalah yang telah diuraikan,

maka yang peneliti ingin kaji adalah sebagai berikut ;

a. Bagaimana membuat sebuah perangkat penyiram tanaman

yang dapat membantu para petani dalam menyuplai air ?

b. Bagaimana menentukan batas maksimun suhu alat simulasi

penyiram tanaman ?

c. Bagaimana membuat sensor hujan yang dapat membaca

lingkungan (peka) ?

C. Tujuan Penelitian

Merencanakan dan membuat alat penyiram tanaman yang

diaplikasikan dalam bentuk simulasi.

D. Manfaat Penelitian

Manfaat alat ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengurangi faktor kelalaian dari manusia, sehingga

kebutuhan air pada tananam tidak terganggu.

2. Memanfaatkan teknologi dalam dunia pertanian.

E. Sistematika Skripsi

Sistematika skripsi merupakan garis besar penyusunan skripsi, yang

memudahkan jalan pemikiran dalam memahami keseluruhan isi skripsi.

Sistematika skripsi dalam penelitian ini adalah :

4

A. Bagian Pendahuluan Skripsi

Bagian ini berisi tentang halaman judul, halaman pengesahan,

halaman motto dan persembahan, kata pengantar, daftar isi, daftar gambar,

daftar tabel dan abstraksi.

B. Bagian Isi Skripsi

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang alasan pemilihan judul,

permasalahan, pembatasan masalah, tujuan penelitian,

manfaat penelitian, dan sistematika skripsi.

BAB II LANDASAN TEORI

Bab ini menjelaskan kajian teori tentang PLC, ZEN,

komponen dan kelengkapan yang berhubungan dengan

perencanaan dan pembuatan alat penyiram tanam.

BAB III PERANCANGAN, PEMBUATAN DAN PENGUJIAN

ALAT

Perencanaan dan pembuatan alat, baik yang berupa

perangkat lunak seperti pembuatan program dengan Zen

suport sofwere, membuat blok diagram rangkaian dan

skema rangkaian. Juga membahas tentang pembuatan

bagian elektronik, mekanik, pembuatan PCB, dan

perakitan komponen.

5

BABIV PENGUKURAN, PEMBAHASAN DAN

KETERBATASAN ALAT

Data pengukuran dan pengujian alat dianalisis apakah

sudah sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan serta

menentukan spesifikasi alat setelah jadi.

BAB V PENUTUP

Berisi simpulan dan saran dari BAB IV.

BAB II LANDASAN

TEORI

a. Programmable Logic Controller (PLC)

Sistem kontrol proses terdiri atas sekumpulan piranti-piranti dan

peralatan-peralatan elektronika yang mampu menangani kestabilan,

akurasi dan mengeliminasi transisi status yang berbahaya dalam proses

produksi. PLC pertama kali diperkenalkan pada tahun 1960-an.

Sebuah PLC (Programmable Logic Controller) adalah sebuah alat

yang digunakan untuk menggantikan rangkaian sederetan relai yang ada

pada sistem kontrol proses konvensional (Putra, Agfianto .E, 2004: 1).

PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui sensor), kemudian

melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan, berupa

menghidupkan atau mematikan keluaran. Program yang digunakan adalah

ladder diagram yang kemudian harus dijalankan oleh PLC. Dengan kata

lain PLC menentukan aksi apa yang harus dilakukan pada instrumen

keluaran berkaitan dengan status suatu ukuran atau besaran yang diamati.

PLC banyak digunakan pada aplikasi-aplikasi industri, misalnya

pada proses pengepakan, perakitan otomatis dan lain-lain. Hampir semua

aplikasi memerlukan kontrol listrik membutuhkan PLC. Alasan utama

perancangan PLC adalah untuk mengilangkan beban ongkos perawatan

dan penggantian sistem kontrol mesin berbasis relai.

6

7

komponen-komponen PLC

PLC sesungguhnya merupakan sistetm mikrokontroler khusus

untuk industri, artinya seperangkat perangkat lunak dan keras yang

diadaptasi untuk keperluan aplikasi dalam dunia industri. Elemen-elemen

dasar sebuah PLC:

1. Unit Pemgolahan Pusat (CPU – Central Processing Unit)

CPU merupakan otak dari sebuah kontroler PLC. CPU itu sendiri

biasanya merupakan sebuah mikrokontroler. Pada awalnya merupakan

mikrokontroler 8-bit seperti 8051, namun saat ini bisa merupakan

mikrokontroler 16-bit dan 32-bit. CPU ini juga menangani komunikasi

dengan piranti eksternal, interkonektivitas antar bagian-bagian inter PLC,

eksekusi program, manajemen memori, mengawasi atau mengamati

masukan dan memberikan sinyal keluaran. Kontrol PLC memiliki suatu

kompleks yang digunakan untuk memeriksa memori agar dapat dipastikan

memori tidak rusak, hal ini dilakukan untuk keamanan.

2. Memori

Memori sistem digunakan oleh PLC untuk sistem kontrol proses.

Selain berfunsi untuk menyimpan sistem opersi, juga digunakan untuk

menyimpan program yang harus dijalankan, dalam bentuk biner, hasil

terjemahan ladder diagram yang dibuat oleh pengguna atau pemrogram.

Isi dari memori itu dapat berubah atau dikosongkan. Pemrograman PLC,

biasanya dilakukan melalui kanal serial komputer yang bersangkutan.

8

Memori pengguna dibagi menjadi beberapa blok yang memiliki

fungsi khusus. Beberapa bagian memori digunakan untuk menyimpan

status masukan dan keluaran. Status yang sesungguhnya dari masukan

maupun keluaran disimpan sebagai logika atau bilangan ‘0’ dan ‘1’ (dalam

lokasi bit memori tertentu). Masing-masing masukan atau keluaran

berkaitan dengan sebuah bit dalam memori. Sedangkan bagian lain dari

memori digunakan untuk menyimpan isi variabel-variabel yang digunakan

dalam program yang dituliskan. Misalnya, nilai pewaktu atau nilai

pencacah bisa disimpan dalam bagian memori ini.

3. Pemrograman PLC

Kontrol PLC dapat diprogram melalui komputer, bisa juga

diprogram dengan program manual. Untuk keperluan ini dibutuhkan

perangkat lunak, dan bergantung pada produk PLC-nya. Dalam hal ini

penulis memakai PLC dari OMRON seri ZEN Programmable Relay. Saat

ini fasilitas transmisi PLC dengan komputer sangat penting sekali artinya

dalam pemrograman ulang PLC dalam dunia industri. Sekali sistem ini

diperbaiki, program yang benar dan sesuai harus disimpan ke dalam PLC

lagi. Selain itu diperlukan pemeriksaan program PLC, apakah selama

disimpan tidak terjadi perubahan atau sebaliknya, apakah program sudah

berjalan dengan benar atau tidak. Hal ini membantu untuk menghindari

situasi berbahaya dalam ruang produksi.

Hampir semua produk perangkat lunak untuk memrogram PLC

memberikan kebebasan berbagai macam pilihan seperti: memaksa suatu

9

saklar (masukan atau keluaran) bernilai 1 atau 0, melakukan pengawasan

program secara real-time termasuk pembuatan dokumentasi diagram

tangga yang bersangkutan. Pemrogram dapat memberikan nama pada

piranti masukan maupun keluaran, komentar-komentar pada blok diagram

dan lain sebagainya. Dengan pemberian komentar maupun dokumentasi

pada program, maka akan mudah nantinya dilakukan pembenahan

program dan pemahaman terhadap kerja program diagram tangga tersebut.

4. Catu Daya PLC

Catu daya listrik digunakan untuk memberikan pasokan catu daya

ke seluruh bagian PLC (termasuk CPU, memori dan lain-lain).

Kebanyakan PLC bekerja pada tegangan 24 VDC atau 220 VAC.

Pengguna harus menyediakan catu daya terpisah untuk masukan dan

keluaran PLC. Dengan cara ini maka lingkungan industri dimana PLC

digunakan tidak merusak PLC-nya itu sendiri karena memilki catu daya

terpisah antara PLC dengan jalur-jalur masukan dan keluaran.

5. Masukan-masukan PLC

Kecerdasan sebuah sistem terotomatisasi sangat bergantung pada

kemampuan sebuah PLC untuk membaca sinyal dari berbagai macam jenis

sensor dan piranti-piranti masukan lainya. Untuk mendeteksi proses atau

kondisi suatu keadaan yang sedang terjadi, misalnya, jumlah barang,

ketinggian permukaan air, tekanan uadara dan sebagainya, maka

dibutuhkan sensor yang tepat untuk masing-masing keadaan. Dengan kata

lain sinyal-sinyal masukan tersebut dapat berupa logik (ON atau OFF)

10

maupun analog. Salah satu sinyal analog yang sering dijumpai adalah

sinyal arus 4 hingga 20 mA (mV) yang diperoleh dari bermacam-macam

sensor.

Lebih canggih lagi, peralatan lain dapat dijadikan masukan untuk

PLC, seperti citra dari kamera,robot dan lain-lain.

6. Keluaran-keluaran PLC

Sistem terotomatisasi tidaklah akan lengkap jika tidak ada fasilitas

untuk menghubungkan dengan alat-alat eksternal. Beberapa alat atau

piranti yang banyak digunakan adalah motor, selenoid, relai, lampu

indikator, speaker dan lain-lainnya. Keluaran digital bertingkah seperti

sebuah saklar, menghubungkan dan memutuskan. Keluaran analog

digunakan untuk menghasilkan sinyal analog (untuk mengendalikan

motor).

7. Pengaturan atau Antarmuka Keluaran

Keluaran juga membutuhkan antarmuka yang sama yang

digunakan untuk memberikan perlindungan antara CPU dengan peralatan

eksternal, hal ini penulis menggunakan relay.

o b. Zen

ZEN Programmable Relay merupakan produk PLC lain dari

OMRON, sebagaimana ditunjukan pada gambar 1.

merupakan kontroler kecil yang menyediakan 10 saluran

input/output (I/O) yang dapat diprogram (terdiri dari 6

masukan dan 4 keluaran). Alat ini jauh lebih murah

dibandingkan seri CPM1 maupun CPM2

11

Gambar 1.ZEN Programmable Relay(Putra, Agfianto .E. 2004)

Dalam kesempatan ini penulis menggunakan ZEN type LCD, yang

dilengkapi dengan LCD dan tombol-tombol operasi.Zen Programmable

Relay berukuran kecil dan ringan, untuk tipe 10 I/O ukurannya 90 x 70 x

56 mm dan dapat dipasang dimana saja.

Fitur-fitur ZEN

1. Mudah diprogram, perangkat ZEN ini lebih mudah pengoperasianya

dibanding type CPM1.Terdapat 4 macam jenis keluaran yang dapat

diatur dengan mudah, meliputi : operasi normal, operasi SET, operasi

RESET dan operasi TOGGLE atau ALTERNATE.

2. Antisipasi kerusakan catu daya, ZEN memiliki bit-bit penyimpan dan

penyimpan pewaktu untuk antisipasi kerusakan catu daya. Bit-bit ini

akan menyimpan sebelum terjadi kerusakan.

3. Pewaktu yang komplek yang mudah diatur, terdapat 16 pewaktu yang

mendukung 4 macam operasi yaitu

• Tundaan ON.

• Tundaan OFF.

• Pulsa tunggal.

• Pulsa kedip (ON-OFF bergantian)

12

Serta 3 jangkauan pengaturan pewaktu yaitu:

• 0,01 hingga 99,99 detik

• 1 detik hingga 99 menit 59 detik

• 1 menit hingga 99 jam 59 menit

4. Pencacah naik/turun dan komparator, selain memiliki pewaktu, ZEN

jugadi lengkapi dengan 16 pencacah atau conter yang bisa diprogrm

naik maupun turun.

5. Operasi pewaktu bergantung musim dan hari, Unit CPU dalam ZEN

juga memiliki fungsi kalender dan jam yang terdiri dari 16 pewaktu

mingguan dan 16 pewaktu kalender. Pengontrolan musiman

dimungkinkan dengan kombinasi pewaktu mingguan dan kalender

tersebut. Cocok untuk pengontrolan penyemprotan taman atau kebun.

6. Masukan analog langsung. Unit CPU dengan catu daya DC memilki 2

masukan analog langsung (tegangan 0 hingga 10 volt) dan 4

komparator analog.

7. Pembuatan diagram tangga menggunakan perangkat lunak, selain bisa

diprogram secara langsung, juga dapat diprogrm dengan perangkat

lunak ZEN Suport Software, sebagaimana contoh tampilannya

ditunjukan pada Gambar 2.

13

Gambar 2Perangkat lunak ZEN

(Putra, Agfianto .E. 2004)

ZEN Suport Software dapat digunakan untuk mensimulasikan ZEN

dan memonitor program tangga secara langsung, sehingga dapat

langsung diamati cara kerja program tangga yang terkait.

Area Memori

a. Bit-bit I/O, Work dan Penyimpan Internal (Internal

Holding).

Bit-bit keluaran/masukan atau I/O, kerja (Work) dan penyimpan

internal (Internal Holding) berikut dengan keterangan atau penjelasan

fungsi-fungsingya ditunjuk pada tabel 1.

Tabel 1. alokasi bit-bit I/O, ekspansi, kerja dan penyimpan internal

Nama TipeAlamat

bitJumlah

bitFungsi

Programtangga

Bit masukan

I

0 – 5 6

UnitCPUdengan10 I/O

Menyatakan statusON/OFF piranti masukan yang

terhubung dengan terminal masukan CPU

MasukanNO/NC

0 – B 12

UnitCPUdengan20 I/O

14

Lanjutan table 1

Bitmasukan

unit ekspansi

I/OX 0 – B 12

Menyatakan ON/OFF pirantimasukan yang terhubung dengan terminal masukan unit ekspansi

Saklar tekan

B 0 – 7 8

Akan ON jika tombol-tombol operasional ditekan selamaRUN. Hanya dapat digunakan untuk CPU tipe LCD

Bit komparator

analogA 0 – 3 4

Keluaran dari hasilperbandingan masukan analog. Hanya dapat digunakan dengan model catu daya 24 VDC

MasukanNO/NC

Bit komparator P 0 – F 16

Bandingkannilai saat ini pewaktu (T), penyimpanpewaktu (#) dan pencacah (C)dan keluarkan hasilnya

MasukanNO/NC

Bit keluaran

Q

0 – 3 4

UnitCPUdengan10 I/O

Mengeluarkanstatus ON/OFF dari bit keluaran ke piranti keluaran yang terhubung dengan unit CPU

0 – F 8

UnitCPUdengan20 I/O

Bitkeluaran

unit ekspansi

I/O

Y 0 – B 12

Mengeluarkan statusON/OFF dari bit keluaran ke piranti keluaran yang terhubung dengan unit ekspansi

Bit kerja M 0 – F 16

Hanya dapat digunakan dalam program, tidak dapatdigunakan sebagai keluaran

Bitpenyimpan (Holding

Bit)H 0 – F 16

Sama seperti bit kerja hanyasaja bit penyimpan ini akan menjaga status ON/OFF walaupun catu daya dimatikan

Sumber:( Putra, Agfianto .E. 2004: 41 )

Keterangan: NO (Normally Open)

NC (Normally Close)

Untuk saklar tekan (pushbutton atau simbol B) mengikuti aturan yang

ditunjukan pada Gambar 3.

15

Gambar 3. Tombol tekan pada ZEN (Putra, Agfianto .E. 2004)

Tombol operasional (seperti DEL, ALT dan seterusnya) dapat

digunakan untuk operasional ZEN, tidak peduli apakah tombol-tombol

yang bersangkutan digunakan sebagai tombol tekan (B) atau tidak, dengan

kata lain, saat suatu tombol operasional, misalnya DEL ditekan (untuk

opersional penghapusan) maka tombol tekan B6 juga ON.

Bit-bit keluaran tersebut mencakup bit-bit keluaran terminal ZEN

(Q), bit-bit keluaran terminal ekspansi ZEN (Y), bit-bit kerja (M) dan bit-

bit tahan (H), penggambarannya pada diagram tangga baik pada perangkat

lunak ZEN Support Software maupun tampilan LCD sebagai berikut.

Alamat Bit

Kondisi eksekusi

Tipe bit

Fungsi tambahan ([, S, R dan A)

Tipe bit diisi dengan Q, H, Y atau M sedangkan fungsi tambahan [,

S, R dan A diterangkan dalam tabel 2 berikut.

16

Tabel 2. tipe bit dan fungsi tambahan(agfianto E.P:43).

[ NORMAL

Meng-ON atau OFF-kankeluaran mengikuti status ON atau OFF kondisi eksekusi sebelumnya, selama kondisi eksekusi ON, maka keluaranya juga ON

I0 [Q0

S SETMembuat keluaran akan ONterus setelah kondisi eksekusi ON

I1 SQ0

R RESET

Membuat keluaran akanOFF terus (asumsi keluaran sebelumnya ON) setelah kondisi eksekusi ON sekali

I2 RQ0

A ALTERNATEBergantian ON dan OFFselama kondisi eksekusi ON

I3 AQ0

Sumber: (Putra, Agfianto .E. 2004:43)

b. Pewaktu dan Pencacah

Pada ZEN Programmable Relay terdapat 2 macam pewaktu, yaitu

pewaktu (timer) dan pewaktu tahan (Holding Timer) dengan perbedaan

sebagai berikut:

• Pewaktu : nilai pewaktu saat ini akan di-reset saat pewaktu diubah

dari mode RUN ke mode STOP atau catu daya ZEN dimatikan.

Terdapat 4 macam operasional pewaktu jenis ini, yaitu: tundaan ON

(X), tundaan OFF(%), pulsa tunggal (O) dan kedipan (F).

• Pewaktu tahan : nilai pewaktu saat ini akan disimpan walaupun

terjadi pengubahan mode RUN menjadi STOP atau catu daya

dimatikan. Pewaktu akan dilanjutkan kembali jika masukan pemicu

ON, selain itu status ON pada bit pewaktu tahan ini akan disimpan jika

17

waktu yang dikehendaki sudah selesai. Bit peaktu tahan ini hanya bisa

beroperasi dengan fungsi tundaan ON saja.

• Pencacah : terdapat 16 pencacah yang dapat digunakan dalam

mode naik (increment) maupun turun (decrement). Nilai saat ini dari

pencacah akan dismpan jika mode ZEN diubah atau catu daya

dimatikan. Bit pencacah akan ON jika nilai cacah sudah melampaui

yang ditentukan (nilai saat ini e” nilai yang ditentukan). Nilai

pencacah kembali ke 0 dan bit pewaktu akan OFF jika direset,

sebagaimana bit-bit pewaktu, pewaktu tahan dan pencacah berikut

dengan penjelasan atau keterangan singkat ditunjukkan pada Tabel 3.

Tabel 3. alokasi bit-bit waktu, pewaktu tahan, dan pencacah.

Nama TypeAlamat

BitJumlah

BitFungsi

ProgramTangga

Pewaktu T 0 – F 16

Dapat diubah fungsinyaantara operasi tundaan ON, tundaan OFF, satu pulsa(one shoot)dan pulwsa kedip(ON-OFF)

Kondisi

NO/NC

Pewaktu

tahan# 0 – 7 8

Mampu menyimpan

nilai pewaktuan dan

status ON walaupun

catu daya dimatikan

atau mode diubah dari

RUN menjadi STOP

Pencacah C 0 – F 16

Pencacah yang dapat

dinaikan maupun

diturunkan pencacahnya

18

Lanjutan table 3

Pewaktu

mingguan@ 0 – F 16

Dapat menghidupkan

(ON) atau mematikan

(OFF) selama beberapa

hari atau periode waktu

yang ditentukan

Pewaktu

kalender* 0 – F 16

Dapat menghidupkan

(ON) atau mematikan

(OFF) selama periode

tanggal yang ditentukan

Sumber: (Putra, Agfianto .E. 2004: 45)

c. Bit-bit Penampilan.

Suatu pesan yang dibuat oleh pengguna, jam, nilai pewaktu atau

pencacah saat ini atau nilai kenversi analog dapat ditampilkan pada layar

LCD, jika digunakan fungsi tampilan (D) dan jika sigunakan lebih dari

satu, maka satu layar dapat menampilkan beberapa data atau pesan

sekaligus. Contoh tampilan pada LCD ditunjukkan pada gambar 4,

sedangkan alokasi bitnya ditunjukkan pada Tabel 4.

Contoh operasi 1 Contoh operasi 2

memonitor status operasi sistem menampilkan jam dan tanggal

Gambar 4. Contoh tampilan LCD

19

Gambar 5.Layar pengaturan bit penampilan pada LCD


Tabel 4. Alokasi bit penampilan

Tipe fungsi

penampilan

atau lampu

latar

(backlight)

L0 – Matikan lampu latar, fungsi tampilan tidak otomatis

(manual)

L1 – hidupkan lampu latar, fungsi tampilan tidak otomatis

(manual)

L2 – matikan lampu latar, fungsi tampilan otomatis

L3 – hidupkan lampu latar, fungsi otomatis

Menampilkan

posisi awal

X (digit): 00 hingga 11, Y(baris): 0 hingga 3X00 X11

Y00

Y03

Tampilan

objek

CHR untuk tampilan string, maksimum 12 (simbol dan

alpanumerik)

DAT untuk tampilan bulan/ tanggal (5 digit: 99/99)

DAT1 untuk tampilan tanggal/bulan (5 digit: 99/99)

CLK untuk tampilan jam/menit (5 digit: 99:99)

I4,I5 atau IA,IB untuk tampilan konversi analog (4 digit:99.9)T0-TF untuk tampilan nilai pewaktu saat ini (5 digit: 99.99)

#0-#7 untuk tampilan nilai peaktu tahan saat ini (5 digit: 9.99)

C0-CF untuk tampilan nilai pencacah saat ini (4 digit: 999)

monitoringA – monitoring diperbolehkanD – monitoring tidak diperbolehkan

Sumber: (Putra, Agfianto .E. 2004:48)

20

ZEN digunakan untuk memprogram rangkaian relay, rangkaian

pencacah dan rangkaian pewaktu mingguan yang sederhana.

Persamaannya dengan PLC Sysmac adalah sama-sama menggunakan

diagram atau program tangga, sedangkan perbedaan utama antara PLC

Sysmac (CPM1A/ CPM2A) dan ZEN adalah:

1. Program tangga dalam ZEN ditulis dengan maksimum 3 masukan atau

3 kondisi eksekusi dan 1 keluaran hingga maksimum 96 garis,

sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6.Aturan penulisan diagram tangga dengan ZEN


2. Instruksi

Bahasa pemrograman Sysmac mengandung beberapa instruksi dasar

seperti LD, AND, OR, OUT, pewaktu dan pencacah. Selain itu ZEN

juga memiliki pewaktu mingguan, pewaktu kalender dan penampil.

21

3. Parameter pewaktu, pencacah dan lainnya diatur dengan masukan

ZEN atau melalui perangkat lunak ZEN (ZEN Suport Software) dan

hasilnya dapat digunakan untuk mengatur keluaran, perhatikan contoh

diagram tangga yang ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 7.Contoh penggunaan pewaktu


Pada keluaran T0, bisa diatur pewaktu berapa yang digunakan, dengan

jendela pengaturan sebagaimana ditunjukan pada gambar 7. sedangkan

pada kondisi eksekusi T0 (pada masukan) dapat diatur jenis atau type

pewaktunya, sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar 8.Pengaturan pewaktu dan penentuan type/jenis pewaktu


4. Program tangga tangga antara PLC dan ZEN dikerjakan secara

berbeda. ZEN mengerjakan seluruh program tangga (hingga

22

maksimum 96 garis) dari garis pertama hingga akhir dalam 1 siklus

yang bersamaan. Masing- masing garis dikerjakan dari kiri ke kanan.

Ditunjukan pada Gambar 9.

Gambar 9.Ilustrasi eksekusi program tangga dalam ZEN


- waktu mulai dari awal proses dari bus bar hingga kembali ke bus bar

lagi (untuk menjalankan seluruh program tangga) dinamakan waktu

siklus.

- Status ON/OFF yang dihasilkan oleh kontak keluaran tidak dapat

digunakan sebagai status kontak masukan dalam siklus yang sama,

tetapi bisa digunakan dalam dalam siklus selanjutnya, perhatikan

contoh yang ditunjukan pada gambar 10. saat I0 menjadi ON, maka

M0 di garis 1 masih dalam kondisi OFF sehingga efeknya Q0 akan

ON untuk siklus berikutnya, demikian juga saat I0 menjadi OFF.

LM 35

23

Gambar 10.Ilustrasi penggunaan status ON/OFF pada ZEN


c. Sensor Suhu dan Detektor Hujan

Untuk mengetahui perubahan temperatur yang terjadi di sekitar,

dibutuhkan suatu alat yang disebut sensor. Sensor ini haruslah dapat

diterjemahkan temperaturnya menjadi suatu besaran listrik baik berupa

tegangan ataupun arus listrik. Sensor suhu yang digunakan berupa IC

LM35.

+Vs

(4V – 30V)

Output0 mV + 10,0 mV/0C

Gambar 11. Simbol LM 35

IC LM 35 merupakan tranduser temperatur yang dikemas dalam

bentuk rangkaian terintegrasi dengan tegangan keluaran berbanding linear

terhadap perubahan temperatur. Bentuk fisik terlihat pada Lampiran XX

seperti transistor mempunyai tiga kaki yaitu : kaki anoda, katoda dan kaki

kontrol.

24

Isinya berupa zener yang peka (sensitive) pada temperatur.

Keuntungan dari IC LM 35 adalah mempunyai sensor temperatur yang

linier kalibrasinya langsung dalam Celcius, sehingga tidak diperlukan

tegangan konstan yang besar dari keluar skala Celcius. Penyemat tidak

memerlukan beberapa kalibrasi luar untuk mencapai ketelitian ± ¼ oC

pada temperatur diatas jangkauan. Perangkat hanya memerlukan arus

60µA dari catu daya pada jangkauan 4 volt s/d 30 volt, sehingga perangkat

ini mempunyai pemanasan diri sangat rendah dibawah 0,1 oC pada

keadaan udara. LM 35 mempunyai jangkauan temperatur yang memadai

yaitu antara -55 oC sampai +150 oC dan tegangan keluarnya telah stabil

tanpa harus diset dahulu sebesar 10 mV/ oC. IC LM 35 mempunyai

impedansi keluaran yang rendah, keluaran linear, dan harga kalibrasi yang

padu untuk untuk membuat antarmuka atau rangkaian kontrol khusus

menjadi mudah. IC LM 35 dapat digunakan dengan catu daya tunggal atau

dengan catu daya positif dan negatif.

d. Motor

Motor adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik

menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik, dimana tenaga gerak tersebut

berupa putaran daripada rotor.

Generator adalah mesin listrik yang mengubah daya masuk yang

berupa mekanik (gerak) dan keluarannya berupa daya listrik, sedangkan

25

motor sebaliknya, yaitu mengubah daya masuk yang berupa daya listrik

menjadi daya mekanik.

Suatu mesin listrik (generator atau motor) akan berfungsi bila

memiliki:

1. kumparan medan, untuk menghasilkan medan magnet;

2. kumparan jangkar, untuk mengimbaskan ggl pada konduktor-

konduktor yang terletak pada alur-alur jangkar; dan

3. celah udara, yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam

medan magnet.

Pada mesin listrik, kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu

merupakan stator atau bagian yang tidak berputar, dan kumparan jangkar

merupakan rotor atau bagian yang berputar. Bila kumparan jangkar

berputar dalam medan magnet, akan dibangkitkan GGL yang berubah-

ubah arah setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-

balik.

Prinsip Kerja Motor

Motor merupakan suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga

listrik menjadi tenaga mekanik atau tenaga gerak, dimana tenaga gerak

tersebut berupa putaran dari rotor. Fungsi motor ini berdasarkan gejala

bahwa suatu medan magnet mengeluarkan gaya pada penghantar yang

berarus. Prinsip kerjanya adalah gaya Lorenz yaitu apabila suatu

penghantar yang dialiri arus searah yang diletakkan antara dua buah kutub

26

magnet, maka pada penghantar tersebut akan bekerja suatu gaya gerak

mekanik, yang besarnya adalah:

F = B . I . L Newton

dengan :

F = gaya gerak mekanik (Newton)

B = induksi medan magnet (Tesla)

I = nilai arus searah yang mengalir dalam penghantar (Ampere)

L = panjang penghantar yang berada dalam medan magnet (meter)

(Yon Rijono : 167)

bagian –bagian motor terlihat pada Gambar 12

Gambar 12. bagian-bagian motor

Kontruksi dari motor terbagi atas :

1. Stator atau bagian yang diam terdiri dari:

a. Rumah Stator (Gandar) sebagai tempat jalan mengalirnya medan

magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet, dan melindungi

bagian-bagian mesin lainnya, sehingga dibuat dari bahan

feromagnetik.

27

b. Kutub-kutub merupakan penghasil medan magnet, terdiri dari inti

kutub dan sepatu kutub, serta lilitan medan.

2. Rotor atau bagian yang bergerak, terdiri dari:

a. Jangkar

b. Lilitan jangkar

c. Komutator

d. Sikat-sikat

e. Kerangka Berpikir

Penyiram tanaman otomatis dengan kontrol tipe ZEN ini, bekerja

setiap hari sesuai dengan waktu yang ditentukan. Ketika alat ini bekerja

maka timer harian secara otomatis juga akan bekerja. Apabila terjadi hujan

maka detektor hujan akan akan memberikan perintah untuk menghentikan

penyemprotan tanaman.

Sebaliknya bila terjadi panas berlebih yang mengakibatkan suhu

dalam tanah meningkat serta kandungan air dalam tanah juga berkurang,

maka perubahan itu akan diubah menjadi tegangan yang variabel sesuai

dengan perubahan suhu oleh IC LM35. Perubahan suhu oleh IC LM35

tersebut akan dibaca oleh zen, kemudian zen akan memproses berdasarkan

perintah yang diberikan pada saat pembuatan diagram ladder. Dalam hal

ini, peneliti meberikan perintah menyalakan pompa apabila terjadi

masukkan tegangan diatas 5 volt. Alat tersebut akan bekerja begitu

seterusnya sesuai dengan perintah yang diberikan.

BAB III

PERANCANGAN, PEMBUATAN DAN PENGUJIAN ALAT

A. Pembuatan Perangkat Lunak

1. Spesifikasi komputer yang digunakan dalam pengetikan skripsi maupun

pembuatan program tangga (diagram ladder) adalah sebagai berikut:

• Pentium III 600 MHz

• RAM 128 MB

• Hardisk 20 GB

• Windows XP

• Microsoft XP2. Pembuatan program tangga (diagram ladder) dengan zen support softaere

a. Diagram alir

Untuk memudahkan pembuatan program terlebih dahulu dibuat diagram

alir. Diagram alirnya sebagai terlihat pada Gambar 13.

Gambar 13. Diagram alir

28

29

b. Program Ladder

Yang terpenting dari alat ini adalah pembuatan program yang merupakan

kontrol dari penyiram tanaman. Pembuatan program bisa menggunakan

Zen Support Software ataupun di perangkat ZENnya. Dalam hal ini

penulis menggunakan Zen Support Software dengan alasan mudah untuk

diedit. Program yang akan dibuat adalah sebagaimana ditunjukkan pada

Gambar 14.

Gambar 14. Diagram Ladder

Keterangan:

@0 : merupakan perintah usntuk memberikan instruksi pewaktu harian

dalam hal ini penulis memberikan perintah dari hari senin sampai

dengan hari sabtu akan ON pada jam 08.00 dan akan OFF pada jam

10.00.

mailto:@0

30

A0 : merupakan perintah untuk membaca masukan berupa analog

komparator. Disini berfungsi untuk membaca keluaran dari IC

LM35, karena keluaranya merupakan tegangan yang variabel

tergantung suhu disekitarnya. Dan penulis memberikan masukan

tegangan 0.5 yang sesuai dengan suhu 50 0C, maka ketika suhu

diatas 50 0C atau 0,5V pompa akan menyala atau ON.

Q0 : merupakan keluaran yang dihubungkan dengan pompa air.

I0 : merupakan masukan yang digunakan untuk membaca detektor

hujan.

M0, M1 : merupakan fungsi untuk memberikan perintah agar kerjanya

berurutan.

Langkah pembuatan program dengan Zen Support Software

Pada bagian ini akan dijelaskan cara memulai dan mengakhiri program zen

support software:

1. Pada Windows 98/Me/NT, untuk memulai program zen support

software dengan cara pilih Start, kemudian Program, Omron, Zen

Support, kemudian akan muncul Gambar 15. Pilih Create a New

Program kemudian klik OK;

Gambar 15. tampilan pilihan awal ZEN


31

Catatan: Pilih Load Program From Files, jika diinginkan membuka

program ladder yang sudah pernah dibuat.

2. Jendela dialog Property Settings ditampilkan. Pilih model Zen yang

akan digunakan beserta konfigurasinya (yaitu apakah unit ekspansi I/O

dihubungkan atau tidak), kemudian isi nama projek (Project name)

dan komentar (Comment) jika perlu dan klik OK;sepeti terlihat pada

Gambar 16.

Gambar 16. Tampilan Property Setting


3. Selanjutnya muncul jendela seperti Gambar 17 dan siap untuk

digunakan.

32

Gambar 17. Jendela pembuatan diagram atau program tangga


4. Membuat program tangga seperti pada Gambar 15 sampai selesai.

5. Pilih menu ZEN kemudian Program Check untuk memeriksa

program. Gambar 18 akan ditampilkan jika tidak dijumpai adanya

kesalahan.

Gambar 18. Tampilan apabila sukses


6. Memilih menu Zen, Go Online, Transfer, Transfer To Zen. Untuk

mengirim program yang telah dibuat ke perangkat ZEN.

33

c. Membuat blok diagram rangkaian

Untuk mendesain alat ini yang pertama kali dilakukan adalah

mempelajari masing-masing alat yang telah ada, kemudian merancang

blok diagram. Seperti Gambar 19.

Gambar 19. Diagram Blok Rangkaian

3. Skema rangkaian

1. Catu Daya

Peralatan elektronik bagaimanapun aplikasinya tidak akan pernah

meninggalkan pencatu daya. Sebagaimana ditunjukan oleh Gambar 20.

31

31

24 VDC

34

220 Volt AC T31 5 15

6 215

4 80

0D4

- + 4BRIDGE

LM 7824VCC

+ 24 VDC

TRANSFORMER CT

1000uF/50 1000uF/50

0

Gambar 20. Rangkian catu daya

2. Rangkaian simulasi

Rangkain ini memuat rangkaian keseluruhan dari alat ini,

gambarnya adalah sebagaimana ditunjukan pada Gambar 21.

Elektroda Hujan

LS5

53

41

0 2220 Volt AC T4 D4

1 5

2 - + 44 8 BRIDGE

U1 RELAY SPDT

3 2VIN VOUT

1

IN ZEN OUT

TRANSFORMER 1000uF/50 ADJ

LM350/TO

COM COM

LS4I0 Q0

M

Pompa Air

53

412

RELAY SPDT

I1 COM

I2 Q1

I3 COM

I4 Q3

I5 COM

I6 Q2

Gambar 21. Rangkaian Simulasi

B. Pembuatan Perangkat Keras

1. Pembuatan rangkaian.

Alat dan bahan::

• Transformator 500mA/12V 1 buah

• Transformator 1A CT

• Dioda IN4001 4 buah

• Kapasitor 1000µf/25V 1 buah

• Kapasitor 1000µf/50V 2 buah

• Relay 12V/2A 2 buah

• IC LM35 1buah

• Jack mono dan stereo 1 buah

• Papan PCB berlubang

• Motor AQUILA type P1800 (pompa aquarium)

• Solder 30W dan timah

• Mur baut 10 mm

• Multimeter (AVOmeter) Maxcom

Langkah kerja :

• Menyiapkan alat dan bahan

• Merangkai komponen yang dibutuhkan sesuai dengan rangkaian

pada Gambar 21.

2. Pembuatan alat simulasi.

Setelah rangkaian selesai selanjutnya membuat mekaniknya yang

merupakan bagian simulasi dari alat ini, rancangan simulasinya

ditunjukkan pada Gambar 23.

Kontrol

Elektroda Hujan PenyiramT

LM 35Sensor Suhu

Penampung Air

Pipa

Gambar 22. Alat simulasi

C. Pengujian Alat

Dalam pengujian alat ini ada 2 tahap pengujian, yaitu :

1. Mengukur tegangan keluaran pada IC LM35 maupun tegangan

kerja pada rangkaian :

a. Mengukur masukan dan keluaran IC LM35.

b. Rangkaian catu daya diukur tegangan masukan dan tegangan

keluarannya.

2. mengamati unjuk kerja alat simulasi penyiram tanaman yang

dihubungkan ZEN.

a. Menghubungkan semua alat ke jala-jala listrik PLN.

b. Menghubungkan rangkaian simulasi penyiram tanaman dengan

ZEN yang sudah di program terlebih dahulu.

D. Analisis Data

Salah satu unsur penting dalam suatu penelitian adalah analisis data.

Karena dengan analisis data nantinya dapat ditarik suatu kesimpulan dari

penelitian yang dilakukan. Dalam menganalisis data diperlukan suatu cara

atau metode yang dipakai untuk menganalisis data yang diperoleh. Analisis

data yang digunakan dalam penelitian ini adalah analisis deskriptif.

BAB IV

PENGUKURAN, PEMBAHASAN DAN KETERBATASAN ALAT

A. Pengukuran Alat

Data yang diambil dari pengukuran sensor suhu (IC LM35) dapat

dilihat pada Table 5 dan Lampiran 2.

Tabel 5. Percobaan 1 Pengukuran IC LM35

Waktu

(detik)

Vin

(V)

Vout

(V)

Suhu (0C)

keterangan pompaPerhitungan

(oC)

Pengukuran

(oC)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

480

510

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

0,300

0,395

0,395

0,430

0,451

0,461

0,468

0,472

0,472

0,477

0,480

0,487

0,493

0,507

0,355

0,337

0,328

0,304

30

39

39

43

45

46

47

47

47

47

48

49

49

50

35

33

33

30

29

40

40

43

45

47

47

48

47

47

48

50

50

51

35

33

32

31

Basah

Kering

Basah

OFF

ON

OFF

Jumlah 757 763

38

39

SU

HU

30

90

12

0

15

0

18

0

21

0

24

0

27

0

30

0

33

0

36

0

39

0

42

0

45

0

48

0

51

0

54

0

Dari Tabel 6 dapat dibuat grafik seperti ditunjukan pada Gambar 23.

PENGUKURAN IC LM35

60

4530

150

WAKTU

PENGUKURAN PERHITUNGAN

Gambar 23. Grafik Pengukuran IC LM35

Percobaan 2, 3,4, dan 5 selanjutnya dapat dilihat pada lampiran 2.

Data yang diambil dari pengukuran sensor hujan ditujukkan pada

Tabel 6.

Tabel 6. Pengujian Sensor hujan

hujan Tidak hujan pompa

V - OFF- V ON

Keterangan :V : ya- : tidak

Pengukuraan tegangan pada catu daya ditujukaan pada Tabel 7.

Tabel 7. Pengukuran Catu Daya

Catu daya Tegangan masuk Tegangan keluar

ZEN 30 V 24,1V

SIMULASI 17 V 15 V

40

B. Pembahasan Hasil Pengukuran

Dari hasil pengukuran IC LM35 yang merupakan sensor suhu

dijabarkan bahwa ketika simulasi pemanas dinyalakan (menunjukkan

tanah kering) dihasilkan data yang merupakan tegangan output IC LM35

(sensor suhu) akan berbanding lurus dengan kenaikaan suhu (simulasi

tanah kering).

Ketika suhu telah mencapai batas maksimum (500C) atau lebih

yang ditunjukkan pada Tabel 5, maka pompa akan menyala menyalurkan

air untuk menyiram tanaman. Batas maksimum (500C) terlebih dahulu

diterjemahkan ke dalam bentuk tegangan dimana 10mV adalah 10C,

sehingga menjadi 0,5 V untuk dituliskan dalam program tangga ZEN.

Dari Tabel 6 dapat diketahui ketika pompa menyala (menyiram)

dan tiba-tiba terjadi hujan yang ditangkap oleh sensor hujan maka pompa

akan berhenti.

C. Keterbatasan Alat

Data yang diperoleh pada Tabel 5 dan Lampiran 2 dapat ditarik

kelemahan alat penyiram tanaman dengan kontrol ZEN yaitu alat tersebut

(khususnya sensor suhu) tidak dapat membaca kadar air dalam tanah dan

sensor hujan tidak bisa membaca intensitas hujan. Sehingga ketika hujan baik

hujan deras maupun tidak asalkan ada air yang mengenai detektor hujan akan

memberikan perintah untuk berhenti

BAB V

SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Dari uraian pembahasan pada Bab IV dapat diambil simpulan

bahwa peneliti dapat merencanakan dan membuat alat penyiram tanaman

dengan kontrol ZEN yang diaplikasikaan dalam bentuk simulasi.

Ketika suhu telah mencapai batas maksimum (500C) atau lebih

yang ditunjukkan pada Tabel 6, maka pompa akan menyala menyalurkan

air untuk menyiram tanaman. Batas maksimum (500C) terlebih dahulu

diterjemahkan ke dalam bentuk tegangan dimana 10mV adalah 10C,

sehingga menjadi 0,5 V untuk dituliskan dalam program tangga ZEN, dan

bila terjadi hujan maka pompa akan berhenti

B. Saran

Dari simpulan diperoleh peneliti menyarankan agar para pembaca

(petani) dapat mengaplikasikan alat peenyiram tanaman ini, sehingga

dapat meningkatkan hasil panen dan menghemat biaya produksi.

41

42

31

31

24 VDC

220 Volt AC T31 5 15

6 215

4 80

0D4

- + 4BRIDGE

LM 7824VCC

+ 24 VDC

TRANSFORMER CT

1000uF/50 1000uF/50

0

Elektroda Hujan

LS5

53

41

0 2220 Volt AC T4 D4

1 5

2 - + 44 8 BRIDGE

U1 RELAY SPDT

3 VIN VOUT

2

1

IN ZEN OUT

TRANSFORMER 1000uF/50 ADJ

LM350/TO

COM COM

LS4I0 Q0

M

Pompa Air

53

412

RELAY SPDT

I1 COM

I2 Q1

I3 COM

I4 Q3

I5 COM

I6 Q2

RANGKAIAN KESELURUHAN

Lampiran 2


Waktu

(detik)

Vin

(V)

Vout

(V)

Suhu (0C)


(oC)

Pengukuran

(oC)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

480

510

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

0,300

0,395

0,395

0,430

0,451

0,461

0,468

0,472

0,472

0,477

0,480

0,487

0,493

0,507

0,355

0,337

0,328

0,304

29

39

40

43

45

46

47

48

47

47

50

50

50

49

35

33

33

30

29

41

40

43

45

47

47

48

47

47

49

50

51

49

35

33

32

31

Basah

Kering

Basah

OFF

ON

OFF

Jumlah 761 764


Waktu

(detik)

Vin

(V)

Vout

(V)

Suhu (0C)


(oC)

Pengukuran

(oC)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

480

510

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

0,300

0,395

0,395

0,430

0,451

0,461

0,468

0,472

0,472

0,477

0,480

0,487

0,493

0,507

0,355

0,337

0,328

0,304

31

39

39

43

45

46

47

47

49

49

50

50

49

50

35

33

33

30

32

40

40

43

45

47

47

48

50

51

51

50

50

51

35

33

32

31

Basah

Kering

Basah

OFF

ON

OFF

Jumlah 765 776


Waktu

(detik)

Vin

(V)

Vout

(V)

Suhu (0C)


(oC)

Pengukuran

(oC)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

480

510

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

0,300

0,395

0,395

0,430

0,451

0,461

0,468

0,472

0,472

0,477

0,480

0,487

0,493

0,507

0,355

0,337

0,328

0,304

35

39

39

43

45

46

47

47

47

47

48

49

49

50

35

33

33

30

33

40

40

43

45

47

47

48

47

47

48

50

50

51

35

33

32

31

Basah

Kering

Basah

OFF

ON

OFF

Jumlah 762 767


Waktu

(detik)

Vin

(V)

Vout

(V)

Suhu (0C)


(oC)

Pengukuran

(oC)

0

30

60

90

120

150

180

210

240

270

300

330

360

390

420

450

480

510

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

15

0,300

0,395

0,395

0,430

0,451

0,461

0,468

0,472

0,472

0,477

0,480

0,487

0,493

0,507

0,355

0,337

0,328

0,304

30

39

39

43

49

49

49

50

51

53

50

49

49

45

35

33

33

30

29

40

40

43

49

50

51

51

52

52

49

50

50

45

35

33

32

31

Basah

Kering

Basah

OFF

ON

OFF

Jumlah 776 782

Doc 3

Documents

Transcript of Doc 3