Agus Putranto dkk

TEKNIK OTOMASI INDUSTRI SMK JILID 2

Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional

Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional Dilindungi Undang-undang

TEKNIK OTOMASI INDUSTRI

Untuk SMK JILID 2 Penulis : Agus Putranto Abdul Mukti Djoko Sugiono Syaiful Karim Arie Eric Rawung Sodikin Susaat Sugiono Perancang Kulit : TIM Ukuran Buku : 18,2 x 25,7 cm Diterbitkan oleh Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional Tahun 2008

PUT PUTRANTO, Agus t Teknik Otomasi Industri untuk SMK Jilid 2 /oleh Agus

Putranto, Abdul Mukti, Djoko Sugiono, Syaiful Karim, Arie Eric Rawung, Sodikin Susaat, Sugiono ---- Jakarta : Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan, Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah, Departemen Pendidikan Nasional, 2008.

xii, 250 hlm Daftar Pustaka : LAMPIRAN A. Glosarium : LAMPIRAN B. ISBN : 978-979-060-089-8 ISBN : 978-979-060-091-1

KATA SAMBUTAN Puji syukur kami panjatkan kehadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Direktorat Jenderal Manajemen Pendidikan Dasar dan Menengah Departemen Pendidikan Nasional, telah melaksanakan kegiatan penulisan buku kejuruan sebagai bentuk dari kegiatan pembelian hak cipta buku teks pelajaran kejuruan bagi siswa SMK. Karena buku-buku pelajaran kejuruan sangat sulit di dapatkan di pasaran. Buku teks pelajaran ini telah melalui proses penilaian oleh Badan Standar Nasional Pendidikan sebagai buku teks pelajaran untuk SMK dan telah dinyatakan memenuhi syarat kelayakan untuk digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional Nomor 45 Tahun 2008 tanggal 15 Agustus 2008. Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada seluruh penulis yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para pendidik dan peserta didik SMK. Buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (download), digandakan, dicetak, dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun untuk penggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh Pemerintah. Dengan ditayangkan soft copy ini diharapkan akan lebih memudahkan bagi masyarakat khsusnya para pendidik dan peserta didik SMK di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada di luar negeri untuk mengakses dan memanfaatkannya sebagai sumber belajar. Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para peserta didik kami ucapkan selamat belajar dan semoga dapat memanfaatkan buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.

Jakarta, 17 Agustus 2008 Direktur Pembinaan SMK

iv

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Alloh, dengan tersusunnya buku Teknik Otomasi Industri ini semoga dapat menambah khasanah referensi khususnya di bidang tekologi industri yang akhir-akhir ini mulai berkembang di Indonesia.

Isi buku ini sengaja disajikan secara praktis dan lengkap sehingga dapat membantu para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK), mahasiswa, guru serta para praktisi industri. Teknik Otomasi Industri yang selama ini dideskripsikan secara variatif dan adaptif terhadap perkembangan serta kebutuhan berbagai kalangan praktisi industri. Penekanan dan cakupan bidang yang dibahas dalam buku ini sangat membantu dan berperan sebagai sumbangsih pemikiran dalam mendukung pemecahan permasalahan yang selalu muncul didalam disain, pengendalian / pemgontrolan suatu sistem.

Oleh karena itu, buku ini disusun secara integratif antar disiplin ilmu yaitu teknik elektronika analog, elektronika daya,teknik digital, pemrograman dan elektronika daya yang saling mendukung sehingga skill yang diperlukan terkait satu dengan lainnya. Secara tuntas, kualitas maupun manajemen proses control standar yang berlaku di tingkat internasional termasuk didalam wilayah pembahasan.

Tim penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu materi naskah serta dorongan semangat dalam penyelesaian buku ini. Kami sangat berharap dan terbuka untuk masukan serta kritik konstruktif dari para pembaca sehingga dimasa datang buku ini lebih sempurna dan implementatif.

Tim Penulis

vi

vii

DAFTAR ISI KATA SAMBUTAN

iii

KATA PENGANTAR v DAFTAR ISI vii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 PENGANTAR OTOMASI 1 1.2 SISTIM OTOMASI 4 1.3 ARSITEKTUR SISTEM 5 1.4 INDUSTRI PEMAKAI 8 1.5 SISTEM KONTROL INDUSTRI 8

BAB II PENGETAHUAN DASAR OTOMASI INDUSTRI

2.1 PENGETAHUAN LISTRIK DAN ELEKTRONIKA 11 2.2 KOMPONEN LISTRIK DAN ELEKTRONIKA 104

BAB III DASAR TEKNIK DIGITAL

3.1 ALJABAR BOOLEAN 313 3.2 OPERASI LOGIKA DASAR AND, OR DAN NOT 313 3.3 OPERASI LOGIKA KOMBINASI NAND, NOR DAN

EXCLUSIVE OR 315 3.4 MULTIPLEKSER 317 3.5 DEKODER 318 3.6 FLIP -FLOP 318 3.7 MEMORY 323 3.8 REGISTER GESER 325 3.9 COUNTER 331

BAB IV DASAR ELEKTRONIKA DAYA

4.1 SEJARAH ELEKTRONIKA DAYA 335 4.2 PENGERTIAN DAN PRINSIP KERJA 335 4.3 KOMPONEN ELEKTRONIKA DAYA 339 4.4. CONTOH RANGKAIAN ELEKTRONIKA DAYA 348

BAB V PENGUKURAN, PENGENDALI (KONTROL) DAN PENGATURAN

5.1 DEFENISI 359 5.2 SENSOR 360 5.3 PERANCANGAN KONTROLER 372 5.4 KONTROLER LOGIKA FUZZY 384 5.5 AKTUATOR 414

BAB VI SISTIM MIKROKOMPUTER

6.1 ARITMATIKA KOMPUTER 439 6.2 MODE OPERASI KOMPUTER 453

viii

BAB VII MIKROPROSESOR Z-80

7.1 PERENCANAAN JALANNYA PROGRAM 475 7.2 IKHTISAR ASITEKTUR MIKROPOSESOR 481

BAB VIII

MIKROKONTROLER 8.1 MIKROKONTROLLER 68HC11F1 563 8.2 MODE OPERASI DAN DE SKRIPSI SINYAL 564 8.3 MEMORY, KONTROL DAN REGISTER STATUS 573 8.4 PORT INPUT/OUTPUT 577 8.5 CHIP SELECTS 581 8.6 RESET, INTERRUPTS DAN LOW POWER MODES 583 8.7 PROGRAMMABLE TIMER 587 8.8 EEPROM 591 8.9 SERIAL COMMUNICATION INTERFACE (SCI) 593 8.10 SERIAL PERIPHERAL INTERFACE (SPI) 596 8.11 ANALOG TO DIGITAL CONVERTER 597 8.12 INFORMASI PEMROGRAMAN 600 8.13 MODUL MIKROKONTROLLER VEDCLEMPS 613 8.14 SOFTWARE VEDCLEMPSWIN 625 8.15 PERMODELAN FUZZY 650

BAB IX KONTROL BERBASIS KOMPUTER

9.1 MENGENAL INTEGRATED DEVELOPMENT ENVIRONMENT (IDE) VISUAL BASIC 6 659 9.2 PERALATAN INPUT OUTPUT 717 9.3 MENGAKSES PORT SERIAL 719 9.4 IMPLEMENTASI PEMROGRAMAN UNTUK APLIKASI

KONTROL MELALUI PORT SERIAL 734 9.5 MENGAKSES PORT PARALE L 773 9.6 IMPLEMENTASI PEMROGRAMAN UNTUK APLIKASI

KONTROL MELALUI PORT PARALEL LPT 779

LAMPIRAN A. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN B. GLOSARIUM

313

BAB III. Dasar Teknik Digital 3.1 Aljabar boolean Rangkaian digital memliki dua tingkatan diskrit. Salah satu contoh termudahnya adalah saklar dengan dua macam kemungkinan yaitu buka dan tutup. Aljabar Boolean adalah rumusan matematika untuk menjelaskan hubungan logika antara fungsi pensaklaran digital. Aljabar boolean meiliki dasar dua macam nilai logika. Hanya bilangan biner yang terdiri dari angka 0 dan 1 maupun pernyataan rendah dan tinggi. 3.2 Operasi logika dasar AND, OR dan NOT Suatu fungsi logika atau operasi logika yang dimaksud dalam aljabar Boolean adalah suatu kombinasi variable biner seperti misalnya pada masukan dan keluaran dari suatu rangkaian digital yang dapat ditunjukkan bahwa di dalam aljabar Boolean semua hubungan logika antara variable variable biner dapat dijelaskan oleh tiga operasi logika dasar yaitu : - Operasi NOT (negation) - Operasi AND (conjuction) - Operasi OR (disconjuction

Operasi operasi tersebut dijelaskan dalam tiga bentuk yaitu : 1. Tabel fungsi (tablel kebenaran) yang menunjukkan keadaan

semua variabel masukan dan keluaran untuk setiap kemungkinan. 2. Simbol rangkaian untuk menjelaskan rangkaian digital. 3. Persamaan fungsi. 3.2.1 Operasi logika NOT Fungsi NOT adalah membalik sebuah variable biner, misalnya jika masukannya adalah 0 maka keluarannya adalah 1. Gambar 3.1. memperlihatkan 3 macam bentuk penggambaran fungsi operasi NOT. Tabel kebenaran x y 1 0 0 1

a

Simbol rangkaian

1x y

b

Persamaan fungsi

xy =

c Gambar 3.1 Operasi NOT

314

3.2.2 Operasi logika AND Operasi AND menghubungkan paling sedikit dua masukan variable dan dapat lebih variabel masukannnya mulai x0, x1 sampai xn dan satu variabel keluaran y. Variabel keluaran akan berlogika 1 hanya jika semua masukannya x0, x1 sampai xn dalam keadaan 1. Gambar 3.2. Menggambarkan 3 macam penggambaran fungsi operasi logika AND. Tabel kebenaran x1 x0 y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

a

Simbol rangkaian

&x

yx

0

1 b

Persamaan fungsi y = x0 x1

c

Gambar 3.2 Operasi AND 3.2.3 Operasi logika OR Operasi OR juga menghubungkan paling sedikit dua masukan variable dan dapat lebih variabel masukannnya mulai x0, x1 sampai xn dan satu variabel keluaran y. Variabel keluaran akan berlogika 0 hanya jika semua masukannya x0, x1 sampai xn dalam keadaan 0. Gambar 3.3. Menggambarkan 3 macam penggambaran fungsi operasi logika OR. Tabel kebenaran x1 x0 y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

a

Simbol rangkaian

1x

yx

0

1

>_

b

Persamaan fungsi y = x0 x1

c

Gambar 3.3 Operasi OR

315

3.3 Operasi logika kombinasi NAND, NOR dan Exclusive OR