BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan industri yang terus tumbuh, melahirkan sistem kontrol

yang semakin canggih dan komplek, namun masih terdapatnya sistem

kontrol yang menggunakan PLC tipe lama yaitu tipe compact sebagai

kontrolernya. Dengan pertimbangan biaya yang besar untuk mengganti

menjadi PLC yang terbaru, dan kebutuhan I/O yang sedikit menjadikan PLC

tipe ini masih terus dipertahankan. Contoh pada hasil Tugas Akhir tentang

kendali pintu air menggunakan PLC tipe compact, (Mirza Prabowo,Simulasi

Aplikasi Pneumatik dan PLC Sebagai Kendali Pintu Air,UNDIP,2012.) yang

dapat dikembangkan menjadi sistem SCADA berbasis wireless.

Sistem kontrol yang memiliki fasilitas processing of information,

control dan monitoring yang dapat dilakukan dengan jarak jauh menjadi

solusi bagi kesempurnaan sistem kontrol dari nilai ekonomis, efektifitas dan

efisiensiensi. Sistem dengan julukan (SCADA) merupakan sistem kontrol

data terakusisi yang mampu mendistribusikan dan memanajemen setiap

paket sistem kontrol yang terintergrasi.

Intrumentasi Field Control Unit (FCU) berupa sensor drive, actuator

(field devices) akan dikendalikan oleh Programmable Logic Controller tipe

compact yang terhubung langsung oleh jaringan internet untuk proses

monitoring dan akusisi data yang dapat diakses dengan mobile.

Dalam perkembanganya, PLC tipe compact yang masih digunakan

harus dapat memiliki fungsi antarmuka dengan media internet. Dengan

sistem internet, PLC tipe compact dapat termonitor secara jarak jauh.

Sistem kontrol seharusnya dapat secara mobile terus terpantau

walaupun itu dengan kontroler tipe kuno. Dengan penggunaan Android masa

sekarang sangat di mungkinkan untuk digunakan. Data dan informasi akan

masuk dengan cepat dengan jaringan internet ke mobile device yaitu

Android.

1

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah pada Tugas Akhir ini antara lain :

1. Bagaimana implementasi PLC tipe compact dapat terintegrasi dengan

internet?

2. Bagaimana implementasi sistem kontrol dengan perangkat mobile ?

3. Bagaimana implementasi antarmuka PLC tipe compact dengan

microcontroller, dan perangkat mobile ?

1.3 Batasan Masalah

Batasan-batasan permasalahan pada Tugas Akhir ini antara lain :

1. PLC yang digunakan adalah PLC tipe COMPACT yang tidak ada

fasilitas komunikasi internet.

2. Fokus Tugas Akhir ini adalah pengembangan sistem SCADA berbasis

Android pada PLC tipe compact.

1.4 Tujuan

Adapun tujuan dalam Tugas Akhir ini adalah :

1. Dapat mengimplementasikan PLC tipe compact terintegrasi dengan

internet.

2. Dapat mengimplementasikan sistem kontrol yang terkendali dengan

perangkat mobile.

3. Dapat mengimplementasikan antarmuka PLC tipe compact dengan

microcontroller dan perangkat mobile sehingga menjadikan sistem

modern SCADA komunikasi internet.

1.5 Manfaat

2

Manfaat yang dapat diperoleh dari Tugas Akhir ini adalah:

1. Mengembangkan PLC tipe compact agar terhubung dengan internet dan

perangkat mobile.

2. Sebagai penghematan biaya, kontroler yang masih memanfaatkan PLC

tipe compact, menjadi sistem modern SCADA dengan komunikasi

internet.

1.6 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB 1 PENDAHULUAN

Berisi tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah,

tujuan, manfaat, dan sistematika penulisan.

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Berisi tentang penjelasan hardware ataupun software yang digunakan

dalam pembuatan Tugas Akhir ini antara lain : PLC tipe compact,

SCADA, Arduino Uno, Ethernet Shield, Mikrotik RouterOS, Human

interface Android, sensor Ultrasonic, sensor flow, sensor pH.

BAB 3 ANALISA SISTEM

Berisi tentang analisa sistem dari keseluruhan pembuatan Tugas Akhir

ini mulai dari konsep sistem, diagram blok fungsional, rancangan

umum sistem, flowchart sistem, metodelogi penelitian, tempat dan

waktu penelitian, jadwal dan rancangan biaya pada Tugas Akhir.

BAB 4 PENGUJIAN DAN ANALISA

Berisi tentang pengujian-pengujian dari perangkat keras ataupun

perangkat lunak pada Tugas Akhir yang dikerjakan, baik secara terpisah

ataupun secara keseluruhan.

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

Berisi tentang kesimpulan dari pembahasan dan pengujian pada Tugas

Akhir dan saran bagi pembaca yang ingin mengembangkan Tugas

Akhir ini.

3

BAB 2

4

TINJAUAN PUSTAKA

Dalam penyelesain Tugas Akhir ini diperlukannya beberapa referensi

tentang metode dan dasar teori yang akan dipakai, yang bermanfaat untuk

mempermudah pengetahuan selama pengerjaan ataupun dapat menjadi referensi

bagi yang membutuhkan.

Rancangan sistem yang akan dilakukan meliputi SCADA, Programmable

Logic Controller tipe compact, Arduino, Ethernet Shield, Mikrotik, Android, dan

sensor-sensor pada plant.

2.1 PLC COMPACT

PLC tipe compact merupakan PLC tipe lama yang memiliki ciri-ciri

1. Umumnya berukuran kecil (compact)

2. Seluruh komponen menjadi satu (power supply,CPU,modul input-Output)

Mempunyai jumlah input-output yang sedikit.

3. Tidak dapat ditambah modul-modul khusus.

PLC CPM1A adalah jenis PLC compact yang dibuat oleh OMRON yang

dirancang untuk aplikasi mudah. CPM1A termasuk unit CPU jenis-A (model

dasar) untuk operasi pengendalian standar menggunakan dasar, gerakan,

aritmatika, dan instruksi perbandingan. Untuk pemrogramannya menggunakan

software yang disebut CX-Programmer.[1]

Model unit CPU untuk PLC CPM1A-30DR A Konfigurasi model angka

satuan pada PLC CPM1A-30DR -A dapat dilihat di bawah ini :CP1 A –A 30 D R-

A

Keterangan :

CPM1A = Jenis PLC

E = Tipe unit (model dasar)

30 = Kapasitas Input/Output (30 I/O = 18 Input, 12 Output)

D = Mempunyai tegangan input DC.

R = Tipe output adalah relay.

5

A = Input Power supply (catu daya) AC 100-240 volt.

Konsumsi arus listrik untuk PLC jenis CPM1A dapat dilihat di bawah ini :

Tabel 2.1 Konsumsi arus listrik PLC CPM1A[2]

Kapasitas Model Penomoran

Konsumsi Arus Listrik

I/O 5VDC 24VDC20 I/O CPM1A-E20DR-A 0.17A 0.08A30 I/O CPM1A-E30DR-A 0.17A 0.07A40 I/O CPM1A-E40DR-A 0.17A 0.09A

Nama bagian dan fungsinya dari PLC CPM1A-E30DR-A

Gambar 2.1 Skema PLC CPM1A-30-A[2]

6

Gambar 2.2 Fungsi dari masing-masing bagian PLC CPM1A [1]

Di bawah ini adalah pengaturan susunan terminal input output :

Gambar 2.3 Susunan Terminal Input AC Power Supply [2]

Keterangan :

L1 dan L2 = Terminal catu daya

NC = Tidak ada sambungan

COM = Terminal Common

00-11 = Terminal Input

7

Gambar 2.4 Susunan Terminal output AC Power Supply [2]

Keterangan :

NC = Tidak ada sambungan

COM = Terminal Common

00-07 = Terminal Output

2.2 SCADA

SCADA sistem merupakan :

1. Monitoring (pengawasan)

2. Controlling (pengendalian)

3. Data Aqcuisition (pengambilan dan perekaman data)

Ketiga fungsi di atas dapat dipenuhi dengan mewujudkan ke bentuk hardware

maupun software. Salah satu software SCADA yang paling terkenal digunakan di

dunia adalah Android yang berfungsi sebagai Man Machine Interface (MMI).

Istilah MMI muncul untuk menjembatani jurang antara manusia (operator)

dengan mesin (Plant), sehingga operator dapat mengawasi dan mengendalikan

plant dengan mudah. Untuk mewujudkan suatu MMI display untuk (SCADA)

yang baik, maka diperlukan batasan standard dalam pembuatannya [3]. Dalam

pengaplikasian SCADA ini digunakan Android yang terhubung secara internet

melalui VPN dari mikrotik.

2.3 Arduino Mega

Arduino adalah mikro single-board yang bersifat open-source, diturunkan

dari wiring platform, dirancang untuk mempermudah penggunaan elektronik

dalam berbagai bidang. Arduino memiliki bahasa pemrograman sendiri. Arduino

8

Mega 2560 adalah sebuah board mikrokontroler yang didasarkan pada IC 2560.

Dalam Tugas Akhir ini Arduino digunakan sebagai jembatan agar PLC dapat

terhubung dengan internet.

Gambar 2.5 Arduino Mega 2560 dan Ethernet Shield (www.arduino.cc)

Tabel 2.2 Spesifikasi Arduino Mega

Microcontroller IC 2560

Operasi Tegangan 5 Volt

Input Tegangan Disarankan 7 – 11 Volt

Input Tegangan batas 6 – 20 Volt

Arus DC tiap pin 50 mA

Arus DC ketika 3.3 V 50 mA

Memori flash 32 Kb (ATMega 328) dan 0.5 Kb

SRAM 2 Kb (ATMega 328)

EEPROM 1 Kb (ATMega 328)

Sumber: www.arduino.cc

9

2.4 Arduino Ethernet Shield W5100

Arduino Ethernet Shield adalah modul Arduino yang memungkinkan

Arduino terhubung dengan internet. Menjadi sebuah web server atau komunikasi

dengan perangkat jaringan lainnya menggunakan protokol TCP/TP. Spesifikasi :

a. Menggunakan chip microchip ENC28J60 SPI Ethernet Controller.

b. Menggunakan socket RJ45 yang standart.

c. Dapat berperan sebagai server maupun client.

d. Tersedia library TCP/OP yang open source.

2.5 MikroTik Router (TP-LINK)

MikroTik Router (TP-LINK) adalah hardware yang dapat digunakan

untuk menjadi router network yang handal, mencakup berbagai fitur yang dibuat

untuk IP network dan jaringan wireless.

Berbagai pengembangan telah dilakukan hingga saat ini tersedia perangkat

lunak sistem operasi router versi 2 yang menjamin kestabilan, kontrol, dan

fleksibilitas pada berbagai media antarmuka dan sistem routing dengan

menggunakan perangkat standart sebagai hardware.

MikroTik RouterOS™ merupakan salah satu produk perangkat lunak yang

dikeluarkan oleh MikroTik. MikroTik adalah perusahaan kecil berkantor pusat di

Latvia, bersebelahan dengan Rusia. Pembentukannya diprakarsai oleh John Trully

dan Arnis Riekstins pada tahun 1995.

2.6 Human Interface ANDROID

Aplikasi Android dikembangkan dalam bahasa pemrograman Java dengan

menggunakan kit pengembangan perangkat lunak Android (SDK). SDK ini terdiri

dari seperangkat perkakas pengembangan, termasuk debugger, perpustakaan

perangkat lunak, emulator handset yang berbasis QEMU, dokumentasi, kode

sampel, dan tutorial. Didukung secara resmi oleh lingkungan pengembangan

terpadu (IDE) Eclipse, yang menggunakan plugin Android Development Tools

(ADT). Perkakas pengembangan lain yang tersedia diantaranya adalah Native

Development Kit untuk aplikasi atau ekstensi dalam C atau C++, Google App

10

Inventor, lingkungan visual untuk berbagai kerangka kerja aplikasi web celuler

lintas platform.

2.7 Sensor Ultrasonik SR04

Sensor ultrasonik merupakan pemancar dan penerima gelombang

ultrasonik, dengan memberikan trigger sensor ini akan aktif. Apabila terdapat

objek disekitarnya gelombang ultrasonik akan dipantulkan dan modul sensor ini

akan menerima pantulan gelombang [4]. Sama halnya dengan prinsip kerja pada

indra binatang kelalawar.

Sensor ultrasonik disini akan diaplikasikan sebagai deteksi level

ketinggian air pada bantaran sungai. Dengan kapasitas modul ultrasonik SRF04

mengukur jarak antara 3cm sampai 300cm terdiri dari chip pembangkit sinyal

40KHz. Perubahan level akan terdeteksi yang kemudian memberikan respon

kepada actuator yaitu pintu air.

Gambar 2.6 Wiring Sensor Ultrasonik dengan PLC[3]

Sensor ini dapat bekerja pada PLC dengan susunan wiring yang terlampir

pada Gambar 2.6.

2.8 Sensor pH DF ROBOT

Sensor pH berfungsi untuk mengubah besaran non-elektrik dalam hal ini

adalah derajat keasaman (pH) menjadi besaran elektrik yaitu tegangan. Dalam hal

11

karakteristik adalah hubungan antara derajat keasaman (pH) dengan keluaran

sensor pH yang berupa tegangan.

Sensor pH yang telah digunakan adalah sensor pH produksi dari DF

Robot. Sensor ini dihubungkan pada rangkain analognya. Rangkaian ini yang

mengkonversikan besaran pH menjadi besaran elektrik, seperti volt dan ampere.

Gambar 2.7 Sensor pH DF Robot

12

BAB 3

METODELOGI PENELITIAN

3.1 KONSEP SISTEM

Sistem yang akan dibuat adalah pengembangan komunikasi

internet pada PLC tipe compact, sehingga dapat terbangun sistem SCADA

dengan perangkat mobile. Sistem SCADA ini akan terbangun dengan

antarmuka microcontroller dengan PLC tipe compact yang termonitor oleh

perangkat mobile melalui jaringan internet.

Dengan plant yang akan diaplikasikan yaitu pintu air yang

dikendalikan secara otomatis oleh PLC tipe compact. Hal hal yang harus

diperhitungkan pada kendali pintu air adalah level air, dengan sensor

Ultrasonik yang mendeteksi ketinggian air. Jika air pada bantaran sungai

mencapai ketinggian high level maka pintu air diharuskan membuka

perlahan secara otomatis. Sampai ketinggian air mencapai medium level,

sehingga pintu air kembali menutup perlahan. Pintu air otomatis ini

bertujuan untuk mengontrol dengan cepat aliran air agar tidak terjadinya

kelebihan volume air yang mengakibatkan kebanjiran.

Pengembangan pada Tugas Akhir ini adalah terbangunnya sistem

SCADA berbasis Android dengan jaringan internet terhadap PLC tipe

compact. Dengan tujuan semua orang yang berkepentingan dapat

memonitor dan mengkontrol pintu air melalui perangkat mobile Android.

Step-step perancangan Tugas Akhir ini yaitu,

1. Pembuatan prototype pintu air yang akan dikontrol oleh PLC tipe

compact.

2. Penggunaan PLC tipe ini karena kebutuhan I/O yang sedikit, jadi

modul input-output yang terpakai berdasarkan kebutuhannya yang

memang sedikit.

3. Setelah pembuatan prototype, pemrograman PLC tipe compact

terhadap yang diinginkan.

4. Antarmuka PLC tipe compact dengan microcontroller Arduino dan

Ethernet Shield.

13

5. Pembuatan komunikasi internet terhadap rancang bangun SCADA

berbasis Android dilakukan.

Gambar 3.1 Flowchart Sistem

Karena PLC tipe compact tidak dapat ditambah modul apapun.

Penggunaan Arduino sebagai jembatan PLC dengan wireless menjadi solusi.

Dengan mengkonversi semua program kedalam Arduino melalui

komunikasi serial. Arduino akan mengantarkan kontrol melalui Ethernet

Shield agar dapat di monitoring secara wireless oleh Android.

14

Mulai

Masukan Pemrograman pada PLC dan ArduinoPembacaan Level

Air

Pintu Air Full

Tutup

Selesai

NoSensor 70cm?

Sensor 60cm?

Sensor 50

cm?

Sensor

40cm ?

Sensor

30cm?Pintu Air

Full Tutup

Pintu Air Buka 3/4

Pintu Air Buka 1/2

Pintu Air Buka Full

Internet

Antarmuka Android

Alarm Kekering

an

No

NoNo No

Yes Yes Yes YesYes

3.2 Blok Diagram Fungsional Sistem

Di bawah ini adalah diagram fungsional pintu air otomatis

berdasarkan level air, pada prototype plant yang diaplikasikan untuk

pengembangan SCADA pada PLC tipe compact berbasis Android.

Volume Volume

Gambar 3.2 Sistem loop tertutup pada plant terhadap level air

Dari blok fungsional sistem ini hasil yang diharapkan adalah rancang

bangun SCADA dengan jaringan internet yang dapat diinterface oleh

Android. Dengan controller plant adalah PLC compact yang tidak

membutuhkan I/O banyak.

3.3 Diagram Sistem

Berikut adalah diagram sistem yang terbangun dari pengembangan

sistem SCADA pada PLC tipe compact untuk aplikasi kendali pintu air

berbasis Android.

Gambar 3.3 Diagram sistem

15

PLANT

PINTU

AIR IRIGASI

PLC Compa

ct

ARDUINO+ETHERNET

SHIELD

ANDROID

RS 232 to TTL

PLC compact Motor DC Pintu Air

Ultrasonik

Arduino dan Ethernet Shield bertugas sebagai jembatan kontroler

untuk dapat mengirimkan data kontrol plant ke Router Mikrotik. Agar data

tersebut dapat masuk ke jaringan wifi. Dan dapat diakses secara menyeluruh

oleh device Android.

3.4 Analisa Sistem

Sistem yang terbangun ini menggunakan PLC tipe compact yang

mengendalikan pintu air. Dengan masukan berupa sensor Ultrasonik sebagai

sensor level air, dan sensor pH sebagai indicator kebakuan air pada bantaran

sungai. Ini semua untuk memenuhi setpoint aliran air dan level air yang

stabil untuk mencegah banjir.

Sistem SCADA dengan komunikasi internet ditambahkan modul

melalui Arduino dan Ethernet Shield yang akan diteruskan oleh Router

Mikrotik menyebarkan ke internet sehingga dapat diakses oleh perangkat

mobile Android. Sehingga semua orang dapat memonitor melalui aplikasi

Android berapa pH air, volume dan debit air, namun pengontrolan hanya

dapat diakses oleh pekerja yang berkepentingan.

Dalam komunikasi antara PLC dengan Arduino Tugas Akhir ini

menggunakan converter komunikasi RS 232 dengan TTL. Di bawah ini

adalah rangkaian converter komunikasi PLC dengan Arduino

Gambar 3.4 Rangkaian converter PLC dengan Arduino[5]

16

3.5 Rancangan Sistem

Gambar di bawah ini adalah rancangan sistem dari plant yang akan

dikembangkan menjadi sistem SCADA dengan komunikasi internet dengan

perangkat mobile Android.

Gambar 3.5 Rancangan Prototype Plant

Setelah terbentuknya rancangan prototype plant yang akan dikontrol.

Perlunya rancangan sistem interface Android, yang menghubungkan antara

human user untuk monitoring ataupun kontrol pada sistem yang telah berjalan.

Gambar di bawah adalah rancangan desain interface Android dalam Tugas Akhir

ini

17

30cm

8 0 c m

Sensor Level

Sensor Flow

Sensor Ph

SCADA Net Pintu Air Otomatis

60cm

100

7,0

Gambar 3.6 Rancangan interface Android

3.6 Metodelogi Tugas akhir

Metodelogi Tugas Akhir yang akan dilakukan dimulai dari :

1. Studi Kasus

Objek studi kasus Tugas Akhir ini pengembangan dari Tugas Akhir

tentang prototype pintu air otomatis. Yang akan dikembangkan dengan

sistem SCADA berbasis Android dengan PLC model compact. Tujuan

agar semua orang yang berkepentingan dapat memanfaatkan sistem

kontrol dengan jarak jauh dan otomatis.

2. Tahap Identifikasi Awal

Tahap identifikasi awal merupakan rangkaian kegiatan sebelum

memulai pengumpulan data dan pengolahan data. Dalam tahap awal ini

disusun hal-hal penting yang harus dilakukan dengan tujuan

mengefektifkan waktu dan pekerjaan. Adapun dalam tahap persiapan

meliputi :

1. Studi pustaka terhadap materi Tugas Akhir untuk menentukan garis

besar permasalahan.

2. Menentukan kebutuhan data yang akan digunakan.

3. Menggali informasi melalui instansi terkait yang dapat dijadikan

narasumber.

4. Survei ke lokasi untuk mendapatkan gambaran umum kondisi

lapangan.

Persiapan di atas harus dilakukan dengan cermat untuk menghindari

adanya bagian yang terlupakan ataupun pekerjaan berulang. Sehingga

pekerjaan pada tahap pengumpulan data yang tidak maksimal.

3. Uji Coba Evaluasi Sistem

Pada tahap ini dilakukan pengujian terhadap sistem yang telah

selesai dikembangkan. Jika ditemukan kesalahan-kesalahan pada aplikasi,

18

baik itu secara kode program ataupun tampilan informasi yang dihasilkan,

maka akan dilakukan pembenahan pada aplikasi tersebut, melakukan

evaluasi secara keseluruhan mulai dari awal. Jika ada kesalahan, akan

dilakukan perbaikan dan melakukan evaluasi lagi.

Ada dua jenis uji coba yang dilakukan, yaitu:

a. Pada tahap ini dilakukan pengujian aplikasi apakah semua fungsi

yang ada dapat berjalan diaplikasi. Pengujian program yang telah

dibuat, apakah telah sesuai atau belum dengan tujuan Tugas Akhir.

b. Analisis hasil output dari program, apakah output yang dihasilkan

telah tepat. Bila ada fungsi yang belum berjalan, maka perlu

dilakukan revisi aplikasi sehingga semua fungsi dari aplikasi dapat

berjalan semua.

3.7 Jadwal dan Tempat Pengkerjaan Tugas Akhir

Pengerjaan Tugas Akhir ini dilakukan di Politeknik Perkapalan

Negeri Surabaya dengan prototype yang dibuat berdasarkan data real yang

dibutuhkan pada komponen aslinya. Jadwal pengerjaan berdasarkan tabel

di bawah ini :

Tabel 3. 1Work Schedule

19

3.8 Rancangan Biaya

Tabel 3. 1 Perencanaan Biaya

No Nama Jumlah Harga Satuan Harga Keterangan

1 PLC 1 Buah Rp0 Rp0 Kampus

2 Sensor Ultrasonik 1 Buah Rp. 20.000 Rp. 20.000 Pribadi

3 Sensor Flow 1 Buah Rp. 250.000 Rp. 250.000 Pribadi

4 Sensor pH 1 Buah Rp. 750.000 Rp. 750.000 Pribadi5 Set Plant 1 1 Buah Rp. 500.000 Rp. 500.000 Pribadi6 Mikrotik 1 Kit Rp. 250000 Rp. 250.000 Pribadi7 Arduino Uno 1 Kit Rp. 100000 Rp. 100.000 Pribadi8 Ethernet Shield 1 Kit Rp. 100.000 Rp. 100.000

      Total Rp1.970.000  

20

BAB IV

PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM

Pada bab pengujian dan analisa sistem, akan dilakukan beberapa pengujian

di setiap komponen penunjang Tugas Akhir ini. Agar mengetahui perancangan

dan pembuatan alat dapat berjalan dengan baik. Pengujian meliputi beberapa

bagian sebagai berikut :

4.1 Pengujian Prototype Plant pintu air

4.2 Pengujian Sensor Ultrasonik SR04

4.3 Pengujian Sensor LDR

4.4 Pengujian Sensor pH

4.5 Pengujian Interface Android

4.6 Pengujian Komunikasi PLC dengan Arduino

4.7 Pengujian Total

Tujuan dari pengujian dan analisa alat ini agar mengetahui kinerja dari

sensor dan langkah lain yang terlibat pada Tugas Akhir ini. Pengujian keakuratan

sensor saat program dijalankan akan dijelaskan dibab ini. Tidak menutup

kemungkinan adanya kekurangan sistem yang telah dibuat.

4.1 Pengujian Prototype Plant Pintu Air

Pengujian Prototype Plant Pintu air ini berdasarkan kekuatan bahan untuk

menampung kapasitas air ketika dilakukan simulasi. Jadi bahan yang telah dipilih

adalah bahan stainless yang ukuran ketebalannya 1mm sehingga kuat untuk

menampung pasokan air. Plant ini berbentuk balok dengan ukuran panjang 50 cm

Tinggi 35cm dan lebar 20cm, membentuk sebuah prototype bantaran sungai yang

telah terpasang sebuah pintu air yang dapat digerakan naik turun. Dibawah ini

hasil prototype plant pintu air yang telah dikerjakan digambarkan pada Gambar

4.1 Prototype Plant Pintu Air.

21

Gambar 4.1 Prototype Plant Pintu Air.

Dengan tujuan untuk membendung air. Ketahanan pintu air dalam

pengujiannya mengalami kebocoran pada bagian bawah, karena adanya sela yang

tidak dapat ditutup ini diakibatkan pintu air harus bergerak naik ataupun turun.

Namun kebocoran tidak dialami pada bagian samping, dengan penambahan

silikon membuat air tidak masuk. Pengujian kebocoran digambarkan pada

Gambar 4.2 Pintu Air

22

Gambar 4.2 Pintu Air

Terdapat juga aktuator untuk memberikan action gerak naik turun pada

pintu air yaitu sebuah motor DC 24V. Motor DC ini terpasang diatas tepat pintu

air, bersamaan dengan pemasangan sensor ultrasonik, sensor LDR, LED

penerangan yang berada diatas pintu air.

4.2 Pengujian Sensor Ultrasonik SR04

Pengujian sensor ultrasonik ini dilakukan dengan main control Arduino

microcontroller. Dengan program yang telah dibuat untuk menunjukan kebenaran

respon yang diberikan oleh sensor ini terhadap kondisi real. Kita buat range untuk

mengkategorikan jarak yang dibaca sensor. Berdasarkan range jarak yang telah

ditetapkan, untuk menaikan atau menurunkan pintu air. Berikut range sensor

ultrasonik :

23

Range sensor ultrasonik->>

1. Dekat = 8cm s/d 13cm2. Sedang = 14cm s/d 23cm3. Jauh = 24cm s/d 28cm

Berikut adalah gambar 4.4 Program Sensor Ultrasonik menggunakan sketch

arduino uno 1.0.5

Gambar 4.4 Program Sensor Ultrasonik

Hasil program yang telah dibuat digabungkan dengan metode fuzzy, yang

membutuhkan range jarak untuk deklarasinya. Output dari program fuzzy ini

diharapkan menggerakan Motor DC melalui triger PWM arduino yang diaktifkan

melalui drive IBT2 dengan respon sensor jarak ultrasonik. Jika ketinggian air

kategori dekat maka kecepatan motor terus berjalan sampai dengan kecepatan

45sm/s. Berikut adalalah range dari kecepatan motor DC yang telah ditetapkan.

24

Range sensor Motor->>

1. Pelan = 15cm/s2. Sedang = 30cm/s3. Cepat = 45cm/s

Setelah menentukan range jarak dan range kecepatan motor. Maka pengujian selanjutnya adalah pembacaan sensor ultrasonik sr04 berdasarkan keadaan real, melalui serial monitoring dari Arduino. Berikut Gambar 4.5 Serial Monitoring Sensor Ultrasonik Sr04.

Gamabar 4.5 Monitor Sensor Ultrasonik

Dari hasil pengujian sensor ultrasonik dengan menggunakan metode Fuzzy

bahwa ketinggian air akan berbanding lurus pada aktuator yang digerakkan yaitu

pintu air. Jadi gerak pintu ahir mengikuti nilai yang diterima ultrasonik,

berdsarkan range yang telah ditetapkan.. Kecepatan motor DC berdasarkan range

25

kecepatan yang telah ditetapkan. Namun metode Fuzzy ini digunakan hanya untuk

pengujian sensor ultrasonik. Selebihnya dalam penelitian Tugas Akhir ini motor

akan di control penuh oleh Programmable Logic Controller. Berikut Tabel 4.1

pengujian sensor ultrasonik selama 10x pengambilan data.

Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik SR04

Pengujian ke - Jarak Benda (cm) Hasil Monitoring Program (cm) error (%)

1 28 27 1%2 25 24 1%3 18 18 0%4 15 15 0%5 10 10 0%6 8 8 0%7 5 4 1%8 3 3 0%9 20 19 1%10 15 15 0%

Dari pengujian sensor ultrasonik selama 10x dapat dilihat hasil pada Tabel

4.1 Hasil Pengujian Sensor Ultrasonik SR04. Bahwa tingkat error penilaian hasil

sensor ultrasonik terhadap jarak benda real yang di respone sangat kecil, hanya

1%. Itupun bisa disebabkan karena peletakan benda yang kurang presisi terhadap

jarak sebenarnya. Ini menjadikan kesimpulan bahwa sensor ultrasonik SR04 layak

dan bisa digunakan untuk Tugas Akhir ini sesuai dengan fungsinya sebagai

monitoring jarak ketinggian air pada bendungan air.

4.3 Pengujian Sensor LDR

Sensor LDR pada sistem ini difungsikan sebagai sinyal masukan untuk

mengaktifkan objek penerangan yang bisa digunakan sebagai objek wisata.

Penerangan ini akan bekerja berdasarkan kondisi lingkungan. Seperti saat pagi

hari, siang hari, sore hari ataupun malam hari. Sistem ini dikendalikan dengan

metode Fuzzy, dengan range yang telah ditentukan. Berikut listing program sensor

LDR menggunakan metode fuzzy.

26

Gambar 4.6 Program Deklarasi Sensor LDR

Gambar 4.6 Program Deklarasi Fuzzy Sensor LDR

27

Gambar 4.7 Program Print Serial Monitoring

Dan Berikut adalah hasil monitoring serial untuk melihat berapa nilai yang

terpantau oleh sensor LDR berdasarkan keadaan.

28

Gambar 4.8 Serial Monitoring Sensor LDR

Tabel 4.2 Hasil Pengujian Sensor LDR

Pengujian ke - Kadar Cahaya Hasil Monitoring Program (cm) error (%)

1 Cukup Gelap 250 0%2 Terang 550 0%3 Sangat Terang 800 0%4 Gelap 100 0%5 Cukup Gelap 270 0%6 Sangat Terang 700 0%7 Gelap 0 0%8 Terang 300 0%9 Sangat Terang 900 0%10 Gelap 0 0%

29

Dari hasil pengujian selama sepuluh kali dengan bantuan LED flash untuk

mendapatkan kategori terang dan sangat terang pada sensor makan didapatkan

hasil monitoring pada tabel 4.2 Hasil Pengujian Sensor LDR. Dengan kesimpulan

bahwa nilai yang ditangkap oleh sensor LDR semakin gelap nilainya semakin

kecil menjadi 0. Sebaliknya jika semakin terang maka nilai semakin Tinggi

maximum 1000.

4.4 Pengujian Sensor pH

Pengujian Sensor pH ini menggunakan arduino yang nantinya akan

dimonitoring melalui interface android. Jadi pengujian ini dilakukan hanya

sebatas monitoring nilai pH yang terbaca pada sensor pH. Dengan harapan bahwa

air pada bantaran sungai dapat dimonitoring kelayakannya berdasarkan nilai pH

yang didapat, jadi para masyarakat disekeliling bendungan dapat mengkonsumsi

secara layak karena adanya monitoring nilai pH ini. Berikut sensor pH

digambarkan pada Gambar 4.5

Gambar 4.5 Sensor pH DF Robot

30

4.5 Pengujian Interface Android

Pengujian Interface Android ini menggunakan komunikasi

Protokol TCP Local wireless Router TP LINK dengan Controller Arduino Mega

2560 dan Shield Ethernetnya yaitu W5100. Didapatkan bahwa Android dapat

mengendalikan dan memonitoring secara wireless port input output arduino.

Gambar 4.6 SCADA Android

4.6 Prorgammable Logic Controller Omron CPM1A

Hasil yang telah dicapai dalam Programmable Logic Controller ini adalah

software yang terdiri dari program otomatis pada sistem pintu air, dan program

komunikasi serial antara PLC dengan Arduino. Sehingga nantinya akan terbangun

sistem SCADA PLC dengan perangkat Mobile. Berikut gambar PLC type

Compact.

31

Gambar 4.7. PLC CPM1A

32

Gambar 4.8. Ladder Diagram Komunikasi PLC to Arduino.

Dengan menggunakan rangkaian converter, komunikasi serial RS232 to TTL

dapat terbangun. Converter ini menggunakan IC MAX232, maka PLC dan

Arduino dapat berkomunikasi secara serial dengan baik. Berikut rangkaian

converter yang telah dibuat.

Gambar 12. Converter Serial 232 to TTL

33

BAB V

KESIMPULAN DAN ANALISA

34

DAFTAR PUSTAKA

[1] W. P. Mirza, "Simulasi Aplikasi Elektro Pneumatik dan PLC Sebagai Kendali Pintu Air," Ir. Sutomo, M.Si., Teknik Elektro, Universitas Diponegoro, Semarang, 2012.

[2] OMRON. Data Sheet PLC CPM1A-E20DR-A.

[3] M. A. Andi, "RANCANG BANGUN SUPERVISORY CONTROL AND DATA ACQUISITION (SCADA) PADA PROSES PEMBUBUHAN TAWAS DI PDAM KARANGPILANG I," Anang, Tjahono, Teknik Elektro Industri, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, Surabaya, 2014.

[4] wikipedia. 18 januari 2016). sensor. Available: http://id.m.wikipedia.org/wiki/Sensor

[5] P. Dr. Agfianto Eko, Cert. NNLP Pract. 25Januari). Distributed Control System(DCS).Available: http://agfi.staff.ugm.ac.id/blog/index.php/2008/12/distributed-control-system-dcs/

35

Lampiran Biodata Mahasiswa

1. Nama : Brian Raafiu

2. Nrp : 6912040039

3. Program Studi : D-4 Teknik Otomasi

4. Agama : Islam

5. Status : Belum Menikah

6. Alamat Asal : Perum Kebalenan Baru 1 B.28 RT01 RW03

Kec Banyuwangi Kab Banyuwangi

7. Nomor Telepon : 087759520066

8. Jenis Kelamin : Laki-Laki

9. Email : brian.raafiu@yahoo.com

10. Tempat Tanggal Lahir : Banyuwangi, 26 Maret 1994

11. Nama Orang Tua/Wali : Edy Siswanto

12. Alamat Orang Tua/Wali : Perum Kebalenan Baru 1 B.28 RT01 RW03

Kec Banyuwangi Kab Banyuwangi

13. Telepon Orang Tua/Wali : 085746479619

PENDIDIKAN FORMALPendidikan Tahun Tempat Pendidikan Jurusan

Diploma4 2012 – Sekarang

Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya

Teknik Otomasi

SMA 2009 – 2012 SMA N 1 GIRI IPA

SMP 2006 – 2009 SMP N 2 BANYUWANGI -

SD 2000 – 2006SD

MUHAMMADIYAH 1 BANYUWANGI

-

36