KONTROL LIFT BERBASIS FPGA MENGGUNAKAN

BAHASA PEMROGRAMAN VHDL

(RANGKAIAN SEKUENSIAL)

LIFT CONTROL BASED ON FPGA USING VHDL PROGRAMMING LANGUAGE

(SEQUENTIAL CIRCUIT)

Laporan ini disusun ntuk memenuhi salah satu syarat

Menyelesaikan pendidikan

DIPLOMA III PROGRAM STUDI D3-TEKNIK ELEKTRONIKA

Di Jurusan teknik Elektro

Oleh

Putri Praditha

141311025

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2017

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PERNYATAAN PENULIS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“...Allah akan meninggikan derajat orang-orang yang beriman diantaramu dan

orang - orang yang mempunyai ilmu pengetahuan beberapa derajat...”

(Al-Mujadilah-11)

Yang Utama Dari Segalanya...

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat dan karunia-Nya

saya dapat menyelesaikan laporan proyek akhir ini. Shalawat serta salam selalu terlimpah

curah atas junjungan kita Nabi besar Muhammad SAW.

Dengan rasa bangga dan bahagia saya khaturkan rasa syukur dan terimakasih saya

kepada:

1. Tuhan YME, karena kasih sayang-Nya telah memberikan saya kekuatan dan

kemudahan untuk menyelesaikan proyek akhir ini.

2. Ibu saya, yang telah memberikan dukungan moril maupun materi serta do’a yang

tiada henti untuk kesuksesan saya, karena tiada kata seindah lantunan do’a selain

do’a yang terucap dari orang tua. Ucapan terimakasih saja takkan pernah cukup

untuk membalas kebaikan orang tua.

3. Dosen pembimbing, penguji dan pengajar, yang selama ini telah tulus dan ikhlas

meluangkan waktunya untuk menuntun dan mengarahkan saya, memberikan

bimbingan dan pelajaran yang tidak ternilai harganya.

4. Keluarga saya, yang senantiasa memberikan dukungan dan do’anya untuk

keberhasilan ini.

5. Sahabat dan teman saya, tanpa semangat, dukungan dan bantuan kalian semua tak

kan mungkin aku sampai disini, terimakasih untuk canda tawa, tangis, dan

perjuangan yang kita lewati bersama.

Akhir kata, saya persembahkan karya sederhana ini untuk orang-orang yang saya

sayangi dan kasihi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abstrak

Lift adalah angkutan transportasi vertikal yang digunakan untuk

mengangkut orang atau barang. Lift umumnya digunakan di gedung-gedung

bertingkat tinggi; biasanya lebih dari empat lantai. Gedung-gedung yang lebih

rendah biasanya hanya mempunyai tangga atau eskalator. Lift-lift pada zaman

modern mempunyai tombol-tombol yang dapat dipilih penumpangnya sesuai

lantai tujuan mereka. Lift berkembang sesuai dengan kebutuhan. Dibutuhkan

sistem lift yang dapat bekerja dengan sistem kerja yang sederhana, dan praktis

dengan tingkat keakuratan yang tinggi. Sehingga peran kontrol dalam lift

dibutuhkan. Kontrol pada sistem lift banyak dipengaruhi oleh perkembangan di

bidang elektronik. Perkembangan teknologi lift berjalan seiring dengan

perkembangan perangkat kontrol yang digunakan, seperti PLC, mikrokontroler,

dan FPGA. Pada perancangan sistem lift menggunakan FPGA, merupakan

gabungan dari rangkaian sekuensial lift dan rangkaian kombinatorial lift.

Rangkaian sekuensial lift dibuat berdasarkan JK Flip-Flop yang didapat dari state

diagram lift. Rangkaian sekuensial diimplementasikan ke FPGA dengan

menggunakan bahasa pemrograman VHDL.

Kata kunci: Lift, FPGA, Sekuensial, VHDL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Abstract

Elevator is a transportation system that can carry amount of person or stuffs.

Elevator usually used on skyscrapers; that have more than 4 floors. The shorter

buildings, usually only have stairs or escalator. Elevator these days, has buttons

that can be selected that conformable with the destination. Elevator evolved

conformably with the needs. The elevator system that can work in a simple

working system, practical with high accuracy is required. So, the role of control

in elevator systems is required. Control in lift systems are affected by electronics

development. In FPGA-based elevator systems, sequential circuit and

combinatorial circuit are combined. Sequential circuit is made of JK Flip-flops

that obtained from diagram state. Sequential circuit is implemented to FPGA

using the programming language VHDL.

Keywords: Lift, FPGA, Sequential, VHDL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur saya panjatkan kepada Allah SWT karena atas rahmat dan

karunia-Nya saya dapat menyelesaikan laporan proyek akhir yang berjudul,

“Kontrol Lift Berbasis FPGA Menggunakan Bahasa Pemrogramman VHDL

(Rangkaian Sekuensial)” dengan tepat waktu. Laporan ini disusun berdasarkan

proyek akhir yang telah dilaksanakan selama 4 bulan.

Selama pengerjaan proyek akhir, penulis banyak mendapatkan bantuan

dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini, izinkan

penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada pihak - pihak berikut :

1. Malayusfi, BSEE., M.Eng., selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro.

2. Ir. Edi Rakhman, M.Eng, selaku Ketua Program Studi DIII Teknik

Elektronika.

3. Sabar Pramono, BSEE, MT, selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan ide judul pada proyek akhir kali ini.

4. Tjan Swi Hong, B.Sc., M.Sc, selaku dosen pembimbing II sekaligus wali

kelas ECA 2014 yang banyak memberikan motivasi dan saran yang

membangun dalam penyusunan alat serta laporan.

5. Dodi Budiman Margana, ST, MT, selaku ketua penguji, Dr. Ir. Indra Chandra

Joseph Riadi, M.Sc. selaku penguji I, dan Dr.Ir. Noor Cholis Basyarudin,

MT. selaku penguji II.

6. Dosen dan staff program studi elektronika.

7. Rekan-rekan 3A Elektronika 2014 yang telah berjuang bersama-sama selama

tiga tahun, dan telah memberi bantuan serta semangat atas pengerjaan proyek

akhir.

8. Rekan-rekan elektronika 2014 yang telah berjuang bersama-sama selama tiga

tahun.

9. Saudari Elah Risnanti sebagai rekan dalam perancangan proyek akhir kali ini.

10. Seluruh pihak yang membantu dan mendukung yang tidak dapat disebutkan

satu persatu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dengan segala kerendahan hati, penulis memanjatkan doa semoga semua

bimbingan, bantuan, dorongan dan semangat yang telah diberikan kepada penulis

akan mendapatkan balasan dari Tuhan YME. Dan tentunya, semoga laporan ini

dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan umumnya bagi semua pihak yang

membaca. Amin.

Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih.

Bandung, Juli 2017

Penulis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR ISI

Abstrak...................................................................................................................... ....... i

Abstract ............................................................................................................................. ii

DAFTAR ISI ............................................................................................................. ...... v

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ .... vii

DAFTAR TABEL .................................................................................................... ..... ix

BAB I PENDAHULUAN....................................................................................I-1

1.1 Latar Belakang Masalah........................................................................I-1

1.2 Rumusan Masalah .................................................................................I-2

1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................I-2

1.4 Batasan Masalah....................................................................................I-2

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................I-2

1.6 Sistematika Penulisan ...........................................................................I-3

BAB II LANDASAN TEORI ........................................................................... II-1

2.1 Tinjauan Pustaka ................................................................................. II-1

2.2 Lift ....................................................................................................... II-1

2.3 FPGA (Field Programmable Gater Array) .............................................. II-1

2.4.2 VHDL (VHSIC Hardware Description Language)......................

II-4 2.4.3 Rangkaian Sekuensial ........................................................................

II-6 2.4 Mikrokontroler ..........................................................................................

II-7 2.4.1 Arduino Uno ......................................................................................

II-8 2.5Sensor.................................................................................................. II-8

2.5.1 Optocoupler........................................................................................ II-9

2.6 Transduser ............................................................................................... II-10

2.6.1 Load Cell.......................................................................................... II-10

2.7 Driver Motor DC L298 ........................................................................... II-11

2.8 Aktuator .................................................................................................. II-11

2.8.1 Motor DC ......................................................................................... II-11

BAB III METODOLOGI DAN PROSES PENYELESAIAN.................... III-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.1 Tahapan Perancangan......................................................................... III-1

3.2 Gambaran Alat ................................................................................... III-4

3.2.1 Blok Diagram ............................................................................... III-4

3.2.1.1 Diagram Sekuensial.................................................................. III-4

3.2.1.2 Blok Diagram Sistem Keseluruhan .......................................... III-5

3.3 Spesifikasi Alat .................................................................................. III-6

3.4 Bahan dan Alat Perancangan ............................................................. III-6

3.4.1 Bahan Perancangan ............................................................................ III-6

3.4.2 Alat Perancangan ......................................................................... III-7

3.5 Perancangan ....................................................................................... III-7

3.5.1 Perancangan Mekanik .................................................................. III-7

3.5.2 Perancangan Elektronik ............................................................. III-11

3.5.3 Perancangan Perangkat Lunak ................................................... III-15

BAB IV REALISASI DAN PEMBAHASAN ................................................IV-1

4.1 Realisasi ................................................................................................... IV-1

4.1.1. Realisasi Mekanik ........................................................................ IV-1

4.1.2. Realisasi Elektronik ..................................................................... IV-3

4.2 Pembahasan............................................................................................ IV-19

4.2.1. Hasil Pengujian Optocoupler ..................................................... IV-20

5.2.2 Hasil Pengujian Driver Motor DC ............................................. IV-21

5.2.3 Hasil Pengujian Motor DC......................................................... IV-22

5.2.4 Hasil Pengujian Load cell .......................................................... IV-24

4.3 Pengujian Sekuensial ............................................................................ IV-28

4.4 Pengujian Keseluruhan........................................................................... IV-28

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................ V-1

5.1. Kesimpulan ......................................................................................... V-1

5.2. Saran.................................................................................................... V-1

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR GAMBAR

Gambar II.1 Board DE2 Altera Cyclone II EP2C35F672C6 .............................. II-2

Gambar II.2 Blok Diagram Board DE2 .............................................................. II-3

Gambar II.3 Board Arduino Uno ........................................................................ II-8

Gambar II.4 Bentuk Fisik Optocoupler............................................................... II-9

Gambar II.5 Rangkaian Dalam Optocoupler ...................................................... II-9

Gambar II.6 Bentuk Fisik Load Cell................................................................. II-10

Gambar II.7 Driver Motor DC L298................................................................. II-11

Gambar II.8 Bagian dalam Motor DC .............................................................. II-12

Gambar III.1 Flowchart Pengerjaan Proyek Akhir ............................................ III-2

Gambar III.2 Flowchart Pengerjaan Proyek Akhir ............................................ III-3

Gambar III.3 Blok diagram sekuensial .............................................................. III-4

Gambar III.4 Blok diagram sistem keseluruhan ................................................ III-5

Gambar III.5 Desain mekanik rangka lift tampak depan ................................... III-8

Gambar III.6 Desain mekanik rangka lift tampak atas....................................... III-8

Gambar III.7 Desain mekanik rangka lift tampak samping ............................... III-9

Gambar III.8 Desain mekanik rangka lift tampak belakang .............................. III-9

Gambar III.9 Desain kabin lift tampak depan .................................................. III-10

Gambar III.10 Desain kabin lift tampak samping ............................................ III-10

Gambar III.11 Desain kabin lift tampak atas ................................................... III-10

Gambar III.12 Desain mekanik kabin lift tampak belakang ............................ III-11

Gambar III.13 Desain mekanik kabin lift tampak bawah ................................ III-11

Gambar III.14 Rangkaian tombol di luar lift.................................................... III-13

Gambar III.15 Rangkaian tombol dalam lift .................................................... III-14

Gambar III.16 Rangkaian Sensor Optocoupler ................................................ III-14

Gambar III.17 Koneksi Load Cell dan Arduino Uno....................................... III-15

Gambar III.18 Flowchart Lift yang Akan Dirancang....................................... III-16

Gambar III.19 State diagram lift ...................................................................... III-19

Gambar IV.1 Realisasi Mekanik Lift Keseluruhan (Tampak Depan) ................ IV-1

Gambar IV.2 Realisasi Mekanik Lift Keseluruhan (Tampak Atas) ................... IV-2

Gambar IV.3 Realisasi Mekanik Lift Keseluruhan (Tampak Samping) ............ IV-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gambar IV.4 Realisasi Kabin Lift...................................................................... IV-3

Gambar IV.5 Shield FPGA ................................................................................ IV-3

Gambar IV.7 Tombol Luar Lift Untuk Lantai 2-7 ............................................. IV-4

Gambar IV.8 Tombol Luar Lift Untuk Lantai 8................................................. IV-4

Gambar IV.6 Tombol Luar Lift Untuk Lantai 1................................................. IV-4

Gambar IV.9 Tombol Dalam Lift....................................................................... IV-5

Gambar IV.10 Rangkaian Pull Up Optocoupler ................................................ IV-5

Gambar IV.11 Posisi lift lantai 1...................................................................... IV-10

Gambar IV.12 Indikator posisi lift lantai 1 ...................................................... IV-10

Gambar IV.13 Posisi lift lantai 2...................................................................... IV-11

Gambar IV.14 Indikator posisi lift lantai ......................................................... IV-11

Gambar IV.15 Posisi lift lantai 3...................................................................... IV-12

Gambar IV.16 Indikator posisi lift lantai 3 ...................................................... IV-12

Gambar IV.17 Posisi lift lantai 4...................................................................... IV-13

Gambar IV.18 Indikator posisi lift lantai 4 ...................................................... IV-13

Gambar IV.19 Posisi lift lantai 5...................................................................... IV-14

Gambar IV.20 Indikator posisi lift lantai 5 ...................................................... IV-14

Gambar IV.21 Posisi lift lantai 6...................................................................... IV-15

Gambar IV.22 Indikator posisi lift lantai 6 ...................................................... IV-15

Gambar IV.23 Posisi lift lantai 7...................................................................... IV-16

Gambar IV.24 Indikator posisi lift lantai 7 ...................................................... IV-16

Gambar IV.25 Posisi lift lantai 8...................................................................... IV-17

Gambar IV.26 Indikator posisi lift lantai 8 ...................................................... IV-17

Gambar IV.27 Posisi pintu lift terbuka ............................................................ IV-18

Gambar IV.28 Indikator posisi pintu lift terbuka ............................................. IV-18

Gambar IV.29 Posisi pintu lift tertutup ............................................................ IV-19

Gambar IV.30 Indikator posisi pintu lift tertutup............................................. IV-19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR TABEL

Tabel II.1 Spesifikasi Board DE2 Altera Cyclone II .......................................... II-3

Tabel II.2 Tabel Kebenaran Flip-Flop JK ........................................................... II-7

Tabel III.1 Spesifikasi Alat ................................................................................ III-6

Tabel III.2 Bahan-bahan yang diperlukan......................................................... III-6

Tabel III.3 Perangkat Software ..........................................................................III-7

Tabel III.4 Tabel Sekuensial Lift........................................................................III-20

Tabel III.5 Tabel Eksitasi JK Flip-Flop ............................................................III-20

Tabel IV.1 Hasil Pengujian Optocoupler Posisi Lift..........................................IV-20

Tabel IV.2 Hasil Pengujian Driver Lift .............................................................IV-22

Tabel IV.3 Hasil Pengujian Driver Pintu Lift ....................................................IV-22

Tabel IV.4 Hasil Pengujian Motor Penggerak Lift............................................ IV-24

Tabel IV.5 Hasil Pengujian Motor Pintu Lift ................................................... IV-24

Tabel IV.6 Hasil Pembacaan Kalibrasi Load cell pada Arduino Uno .............IV-26

Tabel IV.7 Hasil Pembacaan Load cell dengan Output Logika....................... IV-28

Tabel IV.8 Hasil Pengujian Lift secara keseluruhan........................................IV-29

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

1. Adventya TN. Simulasi Lift 4 Lantai Berbasis PLC Omron CPMIA-40 CDR Perancangan dan Realisasi Mekanik dan Hardware. Proyek Akhir. Bandung: Politeknik Negeri Bandung, Jurusan Teknik Elektro; 2009.

2. Surya FD. Miniatur Parkir Mobil Menggunakan Lift dan Konveyor Berbasis PLC. Proyek Akhir. Bandung: Politeknik Negeri Bandung, Jurusan Teknik Elektro; 2009.

3. Wijaya MIT. Rancang Bangun Rangkaian Sekuensial untuk Lift 4 Lantai Berbasis FPGA Menggunakan Bahasa Pemrograman VHDL. Proyek Akhir. Bandung: Politeknik Negeri Bandung, Jurusan Teknik Elektro; 2016.

4. Hidayat HN. Sistem Penyeleksi pada Alat Penguji IC TTL Berbasis FPGA DE2 Altera. Proyek Akhir. Bandung: Politeknik Negeri Bandung, Jurusan Teknik Elektro; 2013.

5. ALTERA. [Online].; 2006. Available from: ftp://ftp.altera.com/up/pub/Webdocs/DE2_UserManual.pdf.

6. Malik MI, Juwana MU. Aneka Proyek Mikrokontroler PIC16F84/A Jakarta: PT. Elex Media Komputindo; 2009.

7. Efendi I. IT-Jurnal. [Online]. [cited 2017 Agustus 1. Available from: https://www.it-jurnal.com/pengertian-dan-kelebihan-arduino/.

8. Zona Elektro. [Online].; 2014 [cited 2017 Agustus 1. Available from: http://Zonaelektro.net/sensor.

9. Kho D. Teknik Elektronika. [Online]. [cited 2017 Agustus 1. Available from: http://teknikelektronika.com/pengertian-optocoupler-fungsi-prinsip-kerja-optocoupler/.

10. Kho D. Teknik Elektronika. [Online]. [cited 2017 Agustus 1. Available from: http://teknikelektronika.com/pengertian-transducer-jenis-jenis-transduser/.

11. Elektronika Dasar. [Online].; 2012 [cited 2017 Agustus 1. Available from: http://elektronika-dasar.web.id/teori-motor-dc-dan-jenis-jenis-motor-dc/.

12. Raja Load Cell. [Online].; 2017 [cited 2017 Agustus 1. Available from: http://www.rajaloadcell.com/article/apa-itu-load-cell--8.

13. [Online].; 2014 [cited 2017 Agustus 1. Available from: http://yujum.com/rangkaian-dan-skematik-driver-motor-l298n.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CURICULUM VITAE

Data Pribadi

Nama : Putri Praditha Tmp, Tgl Lahir : Bandung, 6 September 1996 Alamat : Jalan Melong Dalam No.9 RT/RW: 03/03 Kec. Lengkong

Kota Bandung 40261 Telepon : 085974141012 Email : puttebayo@gmail.com

Riwayat Pendidikan

A. Formal Tahun B. Non Formal Tahun

- DIII - Teknik Elektronika Politeknik Negeri Bandung Judul Tugas Akhir: Kontrol Lift Berbasis FPGA Menggunakan Bahasa Pemrograman VHDL IPK : 3.12 (Skala 4.00)

- SMK Negeri 6 Bandung - SMP Negeri 13 Bandung - SD Negeri Lengkong Besar 105/1

2017 2014 2011 2008

- Kodiklat TNI AD PUSDIKHUB - ESQ - Latihan Kepemimpinan Siswa

2014 2014 2012

Pengalaman Kerja

Praktek Kerja Lapangan : PT. Kereta Api Indonesia Periode : Juli-Agustus 2016 Posisi : Sinyal Telekomunikasi dan Kelistrikan

Riwayat Organisasi

- Anggota Paduan Suara POLBAN - Ketua Departemen KOMINFO Himpunan Mahasiswa Elektronika POLBAN - Anggota Himpunan Mahasiswa Elektronika POLBAN - Ketua Sekbid 10 Organisasi Siswa Intra Sekolah

2014-2017 2015 2014 2012-2013

Keahlian

Kecakapan Komputerisasi Teknis

Bhs Inggris Bhs Indonesia

MS Word MS Excel MS Power Point Internet

Microcontroller HMI/SCADA Design

Demikian Curriculum Vitae ini saya buat dengan sebenar-benarnya, semoga dapat dipergunakan sebagaimana mestinya. Jalan Melong Dalam No.9 RT/RW: 03/03 Kec. Lengkong Kota Bandung 40261