Perancangan Miniplant System Pengeboran PCB otomatis yang terdiri dari Konveyor, Drill PCB

Otomatis, dan Lengan Robot

Oleh:

Nama : Hardi Rifki Al’AminNIM : 07524030Tugas : Mekatronika

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRIUNIVERSITAS ISLAM INDONESIA

Y O G Y A K A R T A2010

I.Pendahuluan

Mekatronika (Inggris: Mechatronic) berasal dari kata mekanika,

elektronika dan informatika. Secara sedehana pembentukan ilmu mekatronika

terdiri atas dua lapisan fisika dan logika. dan tiga dasar ilmu utama elektronika,

informatika dan mekanika. Begitu banyaknya penggunaan sistem mekatronika

dalam kehidupan kita memperkuat salah satu sifatnya yang multiguna (aplikatif).

Salah satu contoh dari penggunaan sistem mekatronika adalah sistem pengeboran

PCB otomatis pada tugas Mekatronika ini.

Pada tugas ini menggunakan sebuah konveyor yang berguna mengangkut

PCB menuju drill otomatis. Menggunakan drill otomatis yang dapat melubangi

PCB secara otomatis, dan juga terdapat lengan robot yang berfungsi mengambil

PCB yang telah dilibangi ke wadah PCB yang telah disediakan guna melanjutkan

proses selanjutnya. Miniplant yang dibuat ini nantinya akan dikontrol

menggunakan PLC agal dapat bejalan secara otomatis.

PLC muncul untuk memenuhi kebutuhan akan fleksibilitas sistem kontrol

dalam menanggapi perubahan sistem serta kebutuhan akan kepraktisan

pengoperasian sistem kontrol. PLC merupakan sistem kontrol berbasis komputer,

yaitu sebuah komputer mini yang dapat diprogram untuk mengolah input dan

mengeluarkannya melalui terminal output sesuai yang diharapkan. Dengan PLC,

perubahan sistem dilakukan hanya dengan mengubah program yang ada di

dalamnya. Program dibuat dan dimasukkan oleh operator melalui unit input

berupa console atau PC (Personal Computer).

PLC dapat dibayangkan sebagai sebuah kotak yang di dalamnya terdapat

ratusan atau ribuan relay, counter, timer dan lokasi penyimpan data. Relay, timer

dan counter tersebut tidak ada secara fisik, melainkan berupa rangkaian

semikonduktor yang sedemikian rupa sehingga dapat diprogram dan difungsikan

sebagai relay, timer maupun counter. Blok-blok penyusun PLC adalah CPU

(Central Processor Unit), memori dan rangkaian yang sesuai untuk menerima

data input/output.

II.Perancangan

2.1.Perancangan Hardware

Gambar 1. Konveyor dan drill otomatis

Gambar 1 diatas menunjukkan gambar dari prototipe konveyor dan drill

otomatis yang telah dirancang lengkap dengan alamat koneksi konveyor dan drill

otomatis ke input-output dari PLC. Untuk lengan robot-nya belum selesai karena

kurangnya waktu pengerjaan. Konveyor diatas dirancang menggunakan 2 kaleng

permen FOX yang dibalut dengan plastik sejenis canopy tetapi lebih tipis,

sehingga bisa digunakan untuk mengangkut barang yang terletak diatas konveyor.

Menggunakan sistem Belt yang terhubung pada sumbu kaleng FOX dan motor

DC yang berguna untuk menggerakkan konveyor, dapat dilihat pada gambar 2.

Limit Switch 3 (LS3)

Limit Switch 2 (LS2)

Limit Switch 1 (LS1)

Sensor

Drillotomatis

MotorKonveyor

Motor Drillotomatis

Gambar 2. Motor Konveyor (Kiri), Motor Drill otomatis (Kanan)

Untuk drill otomatis, dibuat menggunakan 2 alumunium dengan dimensi

berbeda dengan tujuan alumunium yang ukurannya lebih kecil dapat dimasukkan

ke dalam alumunium yang ukurannya lebih besar sehingga diperoleh semacam

sistem rel untuk drill otomatis. Diberi roller agar lebih lancar jalannya. Pada

ujungnya dipasang motor lengkap dengan mata bor yang berfungsi melubangi

setiap PCB yang diangkut konveyor ketika sensor 1 aktif.

Gambar 3. PCB pada konveyor yang siap untuk dilubangi drill otomatis

Adapun komponen pendukung prototipe konveyor dan drill otomatis ini

adalah sebagai berikut :

2.1.1. Motor DC

Prototipe konveyor ini tidak memerlukan motor yang mempunyai daya

yang besar karena kerja dari konveyor ini tidak digunakan secara maksimal, motor

DC yang berdaya kecil sudah mampu digunakan untuk menjalankan konveyor

tersebut.

2.1.2. Sensor

Sensor berfungsi sebagai pendeteksi adanya barang/benda yang bergerak

diatas konveyor. Sensor yang digunakan adalah limit switch, photodioda dan

infrared LED, dipilihnya komponen ini karena mudah didapat dan harganya

terjangkau. Sebuah limit switch dan juga sepasang infrared sebagai sensor yang

berfungsi sebagai penbangkit/pengendali saklar magnetik pada relay dihubungkan

dengan input PLC. Transmitter selalu mengirimkan sinyal pada receiver sehingga

mengakibatkan terjadinya hubungan antara keduanya. Proses penghi-tungannya

dilakukan dengan mendeteksi adanya perpotongan pada jalur infrared yang

dibangkitkan transmitter dan diterima oleh receiver. Setiap perpotongan akan

memberikan perubahan kondisi logika dari 0 ke 1 selama selang waktu tertentu.

Perubahan kondisi logika ini yang digunakan sebagai acuan perhitungan.

2.1.3. Programmable Logic Controlller (PLC).

PLC adalah sebuah alat yang digunakan untuk

menggantikan rangkaian sederetan relay yang dijumpai pada

sistem kontrol proses konvensional. PLC bekerja dengan cara

mengamati masukan (melalui sensor-sensor terkait), kemudian

melakukan proses dan melakukan tindakan sesuai yang

dibutuhkan, yang berupa menghidupkan atau mematikan

keluarannya (logic, 0 atau 1, hidup atau mati). Pengguna

membuat program (dengan menggunakan ladder program atau

diagram tangga) yang kemudian dijalankan oleh PLC yang

bersangkutan.

2.2.Perancangan Software

2.2.1. Identifikasi Input dan Output

Sistem ini memiliki 7 buah input antara lain : tombol START(P0000),

tombol STOP(P0001), tombol EMERGENCY(P0002), LS1(P0004), LS2(P0005),

LS3(P0003), Sensor(P0005), juga memiliki 4 buah output antara lain Motor

Konveyor(P0020), Motor Turun(P0021), Motor Naik(P0023), Drill (P0022).

Selain itu menggunakan 2 memori bantu yaitu M0000 dan M0001.

Limit Switch 1 ditekan?

Motor Konveyor ON

START

Sensor PCB ON?

Motor Konveyor OFF, Motor Turun ON, Drill ON

Yes

Yes

No

No

Gambar 4. Diagram Ladder sistem konveyor dan drill otomatis

Gambar 5. Diagram alir program pengendalian sistem konveyor dan drill otomatis

III.Pembahasan

Sistem ini bekerja sebagai berikut, ketika tombol START ditekan maka

sistem akan berjalan. Sistem akan berhenti bila tombol STOP atau EMERGEBCY

ditekan. Ketika PCB menyentuh LS1 maka motor konveyor akan berjalan. Motor

konveyor akan berjalan terus sampai sensor mendeteksi adanya PCB.

Ketika sensor aktif, maka motor akan menyala turun dan motor bor akan

menyala, motor akan bergerak turun dan motor bor akan menyala sampai LS2

tertekan. Bersamaan dengan tertekannya LS2 maka motor bor akan mati dan

motor akan bergerak naik sampai LS3 tertekan. Ketika LS3 tertekan maka motor

konveyor akan aktif lagi dan PCB yang telah dilubangi akan berjalan menuju

wadah.

Disini digunakan software XG5000 sebagai simulasi diagram laddernya.

Diagram ladder telah diuji dalam simulasi dan sistem berjalan sesuai yang

diinginkan.

IV.Kesimpulan

Prototipe ini secara hardware belum selesai dibuat, karena banyaknya

kendala yang didapat saat pengerjaan dan kurangnya waktu. Untuk softwarenya

tidak ada kendala yang didapat karena diagram ladder yang dibuat baru dalam

simulasi dengan bantuan software XG5000 dari LG.

Kelompok Mekatronika :

Insan Kamil Ahmad

Hardi Rifki Al’Amin

Rudi Uswarman

Ikbal Tawakal

Pak Insan

Saya Hardi

Pak Rudi

Om Ikbal

Tugas Mekatronika