PROTOTIPE SISTEM PENGATUR JALUR KERETA API

TUGAS AKHIR

PROTOTIPE SISTEM PENGATUR JALUR KERETA

API

HALAMAN SAMPUL

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh:

Celvien Kurniawan Wijaya

NIM : 145114069

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2020

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

FINAL PROJECT

PROTOTYPE OF RAILWAY CONTROL SYSTEM

HALAMAN SAMPUL (Bahasa Inggris)

In a partial fulfilmentof the requirements

For the degree of Sarjana Teknik

Department of Electrical Engineering

Faculty of Science and Technology Sanata Dharma University

Arranged by:

Celvien Kurniawan Wijaya

NIM : 145114069

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2020


vii

INTISARI

Seiring dengan pesatnya perkembangan teknologi, telah menjadi sebuah faktor

peluang bagi perkembangan sistem kontrol operasi pada industri perkeretaapian.

Penggunaan sistem cerdas untuk dapat meningkatkan efisiensi kinerja operasional, salah

satunya pada bidang perutean jalur kereta menjadi kunci dalam penelitian ini. Maka dari

itu, pada penelitian ini dibuat prototipe pengatur jalur kereta yang dilengkapi dengan

tampilan GUI dan dapat beroperasi secara otomatis.

Prototipe alat ini bekerja dengan menggunakan konsep perutean blok dimana setiap

blok hanya dapat digunakan oleh satu kereta sehingga jika ada kereta lain yang ingin

melalui blok tersebut, maka kereta tersebut akan dialihkan ke jalur yang lain. Spesifikasi

alat pada prototipe menggunakan PLC Schneider TM221CE40R sebagai pusat pengendali

sistem, HMI Wonderware Intouch sebagai GUI dalam mengamati kinerja sistem,

komponen fotosensor yang berupa gabungan antara rangkaian fotodioda dan rangkaian

LED sebagai pendeteksi keberadaan kereta, dan motor servo sebagai aktuator untuk wesel

pada jalur kereta.

Dari penelitian ini didapatkan hasil bahwa kesesuaian antara tampilan HMI dengan

keadaan nyata dalam kinerja sistem pada pengoperasian kondisi satu kereta memiliki

tingkat keberhasilan atau kesesuaian sebesar 100% dan pada kondisi dua kereta memiliki

tingkat keberhasilan sebesar 47,75%.

Kata kunci : PLC TM221CE40R, HMI Wonderware, blok.


viii

ABSTRACT

Along with the rapid development of technology, has become an opportunity factor

for the development of operating control systems in the railroad industry. The use of smart

systems to improve operational performance efficiency, which in the field of railroad

routing is the key in this study. Therefore, in this study a prototype of a railroad track

controler is made and equipped with a GUI display and it can operate automatically.

This prototype tool works by using the concept of block routing where each block

can only be used by one train so that if there are other trains that want to go through the

block, then the train will be diverted to another track. The specification of the prototype

uses PLC Schneider TM221CE40R as the main controller of the system, HMI

Wonderware Intouch as a GUI in observing system performance, photosensor components

in the form of a combination of photodiode circuits and LED circuits as detection of trains,

and servo motors as aktuators for switching on train tracks.

From this research, the results show that the compatibility between the HMI display

with the real state of system performance in the operation of the condition of one train has

a success rate or suitability of 100% and in the condition of two trains has a success rate of

47.75%.

Keywords : PLC TM221CE40R, HMI Wonderware, block(s).


x

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL .......................................................................................................... i

HALAMAN SAMPUL (Bahasa Inggris) .............................................................................. ii

LEMBAR PERSETUJUAN ................................................................................................. iii

LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................................. iv

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ................................................................................ v

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK

KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................................................ vi

INTISARI ............................................................................................................................ vii

ABSTRACT ....................................................................................................................... viii

KATA PENGANTAR .......................................................................................................... ix

DAFTAR ISI ......................................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL ............................................................................................................... xv

DAFTAR PERSAMAAN ................................................................................................. xvii

BAB I ..................................................................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................................. 1

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian .................................................................... 1

1.3. Batasan Masalah .......................................................................................... 2

1.4. Metodologi Penelitian .................................................................................. 2

BAB II ................................................................................................................................... 4

2.1. Persinyalan, Blok[25] dan Interlocking[26] Kereta ..................................... 4

2.2. Programmable Logic Controller (PLC)[4] .................................................. 4

2.2.1. PLC Schneider Modicon M221CE40R ................................................... 6

2.2.2. SoMachine Basic[8] ................................................................................ 7

2.2.3. Wonderware InTouch[4] ......................................................................... 7

2.3. Light Emitting Diode (LED)[16] ................................................................. 8

2.4. Dioda Foto (photodiode)[18] ....................................................................... 9


xi

2.5. Motor Servo[24] ........................................................................................ 11

2.6. IC Timer 555(NE555) [10] ........................................................................ 12

2.7. Relay[23] ................................................................................................... 16

BAB III ................................................................................................................................ 20

3.1. Proses Kerja Sistem ................................................................................... 20

3.2. Perancangan Perangkat Keras .................................................................... 21

3.2.1. Perancangan Model Sistem ................................................................... 21

3.2.2. Perancangan Koneksi Pengkabelan Input/Output PLC ......................... 23

3.2.3. Perancangan Skematik Rangkaian Sistem............................................. 24

3.3. Perancangan Perangkat Lunak ................................................................... 29

3.3.1. Perancangan Algoritma Sistem ............................................................. 29

3.3.2. Perancangan Tampilan Antarmuka Sistem ........................................... 32

BAB IV ................................................................................................................................ 34

4.1. Perubahan Rancangan ................................................................................ 34

4.1.1. Perubahan Catu Daya Lampu LED ....................................................... 34

4.1.2. Perubahan Koneksi Pengkabelan Terminal Masukan PLC ................... 34

4.1.3. Perubahan Tampilan Menu pada HMI .................................................. 35

4.2. Implementasi Alat ...................................................................................... 36

4.2.1. Implementasi Model Sistem Fotosensor ............................................... 36

4.2.2. Implementasi Model Sistem Aktuator Jalur Kereta. ............................. 37

4.2.3. Implementasi Antarmuka Sistem .......................................................... 39

4.2.4. Implementasi Algoritma SoMachine Basic ........................................... 41

4.2.5. Implementasi Komunikasi antara PLC dan HMI .................................. 46

4.2.6. Alokasi Pengalamatan Sistem ............................................................... 49

4.3. Data Hasil Pengujian Sistem dan Analisis Data ........................................ 51

4.3.1. Data Hasil Pengujian Perangkat Keras .................................................. 51

4.3.2. Data Hasil Pengujian Perangkat Lunak ................................................. 53


xii

BAB V ................................................................................................................................. 57

5.1. Kesimpulan ................................................................................................ 57

5.2. Saran .......................................................................................................... 57

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................................... 58

LAMPIRAN ...................................................................................................................... L-1

Lampiran 1. Cara penggunaan alat....................................................................... L-1

Lampiran 2. Daftar keterangan pada tampilan Menu Utama HMI. ..................... L-3

Lampiran 3. Daftar program ladder ..................................................................... L-4

Lampiran 4. Daftar program Wonderware ........................................................... L-7

Lampiran 5. Data hasil pengujian sistem ........................................................... L-11


xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1. Diagram blok perancangan ............................................................................... 3

Gambar 2.1. Sistem PLC.[3] ................................................................................................. 6

Gambar 2.2. PLC Modicon M221CE40R.[7] ....................................................................... 7

Gambar 2.3. Simbol dan bentuk LED.[16] ............................................................................ 8

Gambar 2.4. Gambar rangkaian LED. ................................................................................... 9

Gambar 2.5. Bentuk, Simbol, dan struktur Photodiode (Dioda Foto) ................................. 10

Gambar 2.6. Bagian motor servo. ........................................................................................ 11

Gambar 2.7. Gambar kendali pulsa motor servo. ................................................................ 11

Gambar 2.8. Konfigurasi pin dan bentuk IC timer 555. ...................................................... 13

Gambar 2.9. Diagram blok desain IC timer 555. ................................................................ 13

Gambar 2.10. Rangkaian monostable operation. ................................................................ 14

Gambar 2.11. Bentuk gelombang pada Monostable operation (kiri) dan grafik Output

Pulse Duration vs Capacitance (kanan). ............................................................................. 15

Gambar 2.12. Rangkaian Astable operation. ....................................................................... 16

Gambar 2.13. Bentuk gelombang pada Astable operation (kiri) dan grafik Free-Running

Frequency vs Capacitance (kanan). .................................................................................... 16

Gambar 2.14. Struktur relay elektromekanik.[19] ............................................................... 17

Gambar 2.15. Tipe kombinasi kontaktor relay elektromekanik.[22] .................................. 18

Gambar 2.16. Jenis sambungan saklar dengan istilah pole, break, throw.[21] ................... 18

Gambar 2.17. Struktur Solid State Relay.[23] ..................................................................... 19

Gambar 3.1. Diagram alur kerja sistem ............................................................................... 20

Gambar 3.2. Desain model sistem. ...................................................................................... 21

Gambar 3.3. Perancangan model fotosensor dari pandangan atas (A) dan samping (B). ... 22

Gambar 3.4. Perancangan model aktuator pengatur jalur kereta (kondisi aktif) dari

pandangan atas (A) dan samping (B). ................................................................................. 23

Gambar 3.5. Perancangan model aktuator pengatur jalur kereta (kondisi non-aktif) dari

pandangan atas (A) dan samping (B). ................................................................................. 23

Gambar 3.6. Rangakaian pemancar fotosensor. .................................................................. 25

Gambar 3.7. Rangkaian penerima fotosensor. ..................................................................... 25

Gambar 3.8. Rangkaian driver motor servo ........................................................................ 26


xiv

Gambar 3.9. Diagram alur kerja perangkat lunak sistem .................................................... 29

Gambar 3.10. Diagram alur proses deteksi kereta. .............................................................. 30

Gambar 3.11. Diagram alur proses pengaturan jalur. .......................................................... 31

Gambar 3.12. Diagram alur proses pengiriman data. .......................................................... 32

Gambar 3.13. Tampilan Menu masuk ................................................................................. 32

Gambar 3.14. Tampilan pengawasan .................................................................................. 33

Gambar 3.15. Tampilan kontrol .......................................................................................... 33

Gambar 4.1. Implementasi alat pengatur jalur kereta. ......................................................... 36

Gambar 4.2. Implementasi model fotosensor. ..................................................................... 37

Gambar 4.3. Implementasi komponen LED. ....................................................................... 37

Gambar 4.4. Implementasi komponen photodiode. ............................................................. 37

Gambar 4.5. Komponen PCB driver aktuator jalur kereta. ................................................. 38

Gambar 4.6. Implementasi servo pada model sistem aktuator jalur kereta. ........................ 38

Gambar 4.7. Tampilan keadaan komponen aktuator aktif................................................... 39

Gambar 4.8. Tampilan keadaan komponen aktuator nonaktif............................................. 39

Gambar 4.9. Implementasi tampilan Menu Login. .............................................................. 40

Gambar 4.10. Implementasi tampilan Menu Utama............................................................ 40

Gambar 4.11. Implementasi tampilan Menu Kontrol. ......................................................... 41

Gambar 4.12. Tampilan konfigurasi Ethernet pada SoMachine Basic. ............................... 47

Gambar 4.13. Tampilan jendela Topic Definition. .............................................................. 47

Gambar 4.14. Tampilan jendela MBENET Topic Definition. ............................................. 48

Gambar 4.15. Tampilan notifikasi lisensi aplikasi Wonderware Intouch. .......................... 48

Gambar 4.16. Tampilan jendela Access Names. .................................................................. 49

Gambar 4.17. Tampilan jendela Add Access Names. .......................................................... 49

Gambar L.1. koneksi Ethernet antara PLC TM221CE40R dengan komputer. ................. L-1

Gambar L.2. Tombol modul PLC. ..................................................................................... L-1

Gambar L.3. Tampilan notifikasi 1. .................................................................................. L-2



Gambar L.6. Tampilan daftar alamat IP. ........................................................................... L-2

Gambar L.7. Tombol ON/OFF sistem pada PLC. ............................................................. L-3


xv

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Spesifikasi PLC Schneider Modicon M221CE40R (sebagian).[7] ...................... 6

Tabel 2.2. Daftar warna, bahan semikonduktor, dan nilai tegangan maju LED.[16] ............ 9

Tabel 2.3. Perbandingan bahan semikonduktor photodiode. .............................................. 10

Tabel 3.1. Keterangan simbol desain model sistem. ........................................................... 22

Tabel 3.2. Rancangan pengalamatan terminal masukan PLC. ............................................ 24

Tabel 3.3. Rancangan pengalamatan terminal keluaran PLC. ............................................. 24

Tabel 4.1. Implementasi pengalamatan terminal masukan PLC. ........................................ 34

Tabel 4.2. Perbandingan desain rancangan dengan implementasi tampilan menu masuk. . 35

Tabel 4.3. Perbandingan desain rancangan dengan implementasi tampilan pengawasan. .. 35

Tabel 4.4. Perbandingan desain rancangan dengan implementasi tampilan kontrol. .......... 36

Tabel 4.5. Fungsi tombol pada Menu Kontrol..................................................................... 41

Tabel 4.6. Bentuk diagram ladder algoritma sistem dan letak pengaplikasian penampil

HMI. .................................................................................................................................... 42


HMI. (lanjutan) .................................................................................................................... 43


HMI. (lanjutan) .................................................................................................................... 44


HMI. (lanjutan) .................................................................................................................... 45


HMI. (lanjutan) .................................................................................................................... 46

Tabel 4.11. Alokasi hubungan alamat memori PLC dan HMI beserta fungsinya. .............. 50

Tabel 4.12. Alokasi hubungan alamat memori PLC dan HMI beserta fungsinya. (lanjutan)

............................................................................................................................................. 51

Tabel 4.13. Data tegangan dan arus komponen fotosensor. ................................................ 52

Tabel 4.14. Data besar sudut komponen aktuator wesel (servo). ........................................ 52

Tabel L.1. Data percobaan 1 posisi kereta di antara wesel 1 dan fotosensor 1A. ........... L-11


Tabel L.3. Data percobaan 1 posisi kereta di antara wesel 1 dan fotosensor 3B. ........... L-17



xvi



Tabel L.7. Data percobaan 1 posisi kereta1 (wesel 1 ke blok 1) dan kereta2 (wesel 1 ke

blok 3). ............................................................................................................................. L-26


blok 3). ............................................................................................................................. L-40


blok 3). ............................................................................................................................. L-53


blok 1). ............................................................................................................................. L-63


xvii

DAFTAR PERSAMAAN

Persamaan (2.1) ..................................................................................................................... 9

Persamaan (2.2) ................................................................................................................... 14

Persamaan (2.3) ................................................................................................................... 15

Persamaan (2.4) ................................................................................................................... 15

Persamaan (2.5) ................................................................................................................... 15

Persamaan (2.6) ................................................................................................................... 15

Persamaan (2.7) ................................................................................................................... 15

Persamaan (2.8) ................................................................................................................... 15

Persamaan (3.1) ................................................................................................................... 25

Persamaan (3.2) ................................................................................................................... 27

Persamaan (3.3) ................................................................................................................... 27

Persamaan (3.4) ................................................................................................................... 27

Persamaan (3.5) ................................................................................................................... 27

Persamaan (3.6) ................................................................................................................... 27

Persamaan (3.7) ................................................................................................................... 27

Persamaan (3.8) ................................................................................................................... 27

Persamaan (3.9) ................................................................................................................... 28

Persamaan (3.10) ................................................................................................................. 28

Persamaan (3.11) ................................................................................................................. 28

Persamaan (3.12) ................................................................................................................. 28

Persamaan (3.13) ................................................................................................................. 28

Persamaan (3.14) ................................................................................................................. 29


1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada masa sekarang ini perkembangan teknologi sudah berkembang begitu cepat.

Alat-alat yang dahulunya masih mengunakan tenaga manusia, pada masa sekarang ini

sudah mulai tergantikan oleh sistem komputer atau sistem-sistem kontrol yang dapat

beroperasi secara otomatis. Demikian juga dengan perkembangan sistem pengaturan jalur

kereta api di Indonesia. Pada awalnya sistem pengaturan jalur kereta masih menggunakan

tenaga manusia (manual) dan belum terintegrasi sehingga dalam pengoperasian cenderung

lama dan tidak efisien dikarenakan kereta yang ingin merubah rute harus berhenti sejenak

di dekat di dekat persimpangan jalur untuk mengubah jalur kereta dengan tuas. Kemudian

dalam perkembangannya, sistem pengaturan jalur kereta api mulai berkembang menjadi

terintegrasi. hal ini terlihat dari metode pengaturan jalur kereta dilakukan dengan

mengubah pengaturan yang ada di blok panel yang letaknya terpusat di stasiun, meskipun

cara pengoperasiannya masih dengan menggunakan tuas (manual) yang akhirnya

mengalami pengembangan dimana cara pengoperasian blok panel berubah dengan

penggunaan secara elektronis, tetapi sistem tersebut juga masih dioperasikan secara

manual.

Berdasarkan dari uraian permasalahan di atas, maka timbul sebuah konsep dimana

proses pengaturan jalur dapat dilakukan secara otomatis melalui algoritma dalam sistem

tersebut. Hal inilah yang menjadi dasar konsep dalam pembuatan prototipe sistem pengatur

jalur kereta api ini. Sebelum penelitian ini dilakukan, telah ada penelitian lain yang

berhubungan dengan konsep pengaturan sistem pada kereta api yang dilakukan oleh

Fillipus Edi Wibowo (005114080) mahasiswa alumni Teknik Universitas Sanata Dharma

yang berjudul Pengendalian Palang Pintu Rel Kereta Api secara Otomatis untuk

Menunjang Sistem Prioritas Lampu Lalu Lintas[1].

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Membuat sistem pengatur jalur kereta yang dapat bekerja secara otomatis.


2

2. Membuat sistem antarmuka pengatur jalur kereta sebagai sarana pengawasan

sistem.

Manfaat dari penelitian ini adalah:

1. Memberikan kontribusi sebagai salah satu alternatif solusi dalam proses

pengembangan sistem pengaturan jalur kereta api di Indonesia.

2. Menyediakan sarana pendukung perkuliahan tentang aplikasi PLC.

1.3. Batasan Masalah

Agar permasalahan yang akan dibahas tidak terlalu luas, maka penelitian ini akan

menggunakan Batasan masalah sebagai berikut:

1. Menggunakan PLC Schneider Modicon M221CE40R sebagai pusat pengendali

sistem.

2. Pembatasan jumlah kereta sebanyak 2 kereta dengan kondisi kereta berjalan

terus.

3. Pembatasan jumlah jalur rel sebanyak 2 jalur utama dan 1 jalur alternatif dengan

jumlah persimpangan pada jalur rel sebanyak 2 buah dengan jumlah cabang

dalam persimpangan sebanyak 2 cabang.

4. Menggunakan software Wonderware sebagai antarmuka.

5. Menggunakan motor servo sebagai aktuator pengatur jalur kereta.

6. Menggunakan fotodioda sebagai sensor dalam sistem.

1.4. Metodologi Penelitian

Metodologi yang digunakan dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:

1. Mengumpulkan bahan-bahan referensi mengenai sebagian atau keseluruhan

sistem dari buku teks, jurnal, internet dan lain-lain.

2. Perancangan sistem hardware dan software. Tahap ini bertujuan untuk mencari

bentuk rancangan yang tepat untuk sistem yang akan dibuat dengan

mempertimbangkan berbagai aspek permasalahan dan kebutuhan yang ditentukan

dari sistem yang akan dibuat. Gambar 1.1. memperlihatkan blok model yang

akan dirancang.


3

Gambar 1.1. Diagram blok perancangan

3. Proses pengujian alat dan pengambilan data. Pada tahap ini, percobaan sistem

akan dilakukan dengan posisi awal dan jumlah kereta dalam rel yang beragam.

Data yang akan diambil pada percobaan ini berupa:

a. Data tegangan dan arus dari komponen sensor fotodioda.

b. Data arus dari komponen aktuator motor servo.

c. Data keadaan sistem yang meliputi: keadaan algoritma program ladder,

keadaan tampilan HMI, dan keadaan fisik kerja sistem termasuk dengan

posisi kereta pada tiap urutan proses dalam satu percobaan.

4. Proses analisis data dan kesimpulan. Data-data utama yang didapat akan

dianalisis dengan metode statistika rerata berdasarkan perbandingan jumlah

urutan proses saat pengujian dengan jumlah urutan proses dimulai terjadinya

penyimpangan dalam pengujian. Sedangkan untuk data-data pendukung akan

dianalisis dengan melihat spesifikasi nilai tegangan pemicu atau karakteristik alat

atau komponennya.


4

BAB II

DASAR TEORI

Pada bab ini akan dijelaskan mengenai alat-alat dan dasar teori yang akan digunakan

dalam penelitian ini.

2.1. Persinyalan, Blok[25] dan Interlocking[26] Kereta

Persinyalan kereta adalah seperangkat alat yang berfungsi untuk memberikan

informasi untuk mengatur dan mengontrol pengoperasian kereta api. Alat-alat persinyalan

tersebut biasanya diletakkan pada suatu tempat tertentu dalam perlintasan kereta. Tempat-

tempat tersebut merupakan koneksi antara ujung kelompok rangkaian rel (blok) yang mana

memiliki aturan tiap blok hanya dapat diisi oleh 1 rangkaian kereta (dua blok atau lebih

secara bersebelahan jika rangkaian keretanya panjang). Pada persinyalan kereta, isyarat

yang biasa digunakan berupa bentuk (posisi/gerakan) dan warna (cahaya).

Pesan yang disampaikan dalam persinyalan kereta terbagi menjadi 3 jenis, yaitu:

a. Kondisi aman

b. Kondisi tidak aman

c. Kondisi berhati-hati (aman sesuai kecepatan tertentu)

Proses interlocking merupakan proses perutean pada jalur kereta untuk mencegah

terjadinya kecelakaan kereta. Cara kerja dari proses ini adalah dengan mengunci rute jalur

kereta yang akan dilalui dan memberikan sinyal tidak aman pada kereta lain yang akan

melintas melalui jalur yang sudah dikunci tersebut.

2.2. Programmable Logic Controller (PLC)[4]

Progammable Logic Controller (PLC) merupakan suatu perangkat elektronik yang

dirancang untuk dapat beroperasi secara digital dengan menggunakan memori sebagai

media penyimpanan instruksi program yang berisi fungsi-fungsi logika

(pencacah/counting, urutan proses/sequencing, pewaktuan/timing, dan aritmatika) untuk

mengontrol proses suatu sistem.

Di dalam sistem PLC terdapat 5 komponen dasar[3], yaitu:


5

1. Unit prosesor atau Central Prosesing Unit (CPU)

Komponen ini berisi mikroprosesor yang melakukan proses deteksi sinyal input,

melakukan proses pengambilan keputusan tindakan kontrol terhadap sinyal input

yang diterima sesuai dengan instruksi program yang tersimpan di memori, serta

mengkomunikasikan hasil pengambilan keputusan sebagai sinyal kontrol

keluaran ke sistem.

2. Unit catu daya (Power supply)

Komponen ini berfungsi untuk mengkonversi sumber listrik bolak-balik / AC

(Alternating Current) menjadi sumber listrik searah / DC (Direct Current) yang

dibutuhkan oleh CPU dan alat alat system yang membutuhkan sumber listrik

searah.

3. Perangkat pemograman

Komponen ini digunakan untuk memasukkan (download) program yang

dibutuhkan PLC ke dalam memorinya.Biasanya komponen ini berupa aplikasi

software IDE (Integrated Development Environment).

4. Unit memori

Komponen ini digunakan sebagai tempat penyimpanan baik program dasar yang

yang dibutuhkan PLC dalam proses kontrol sistem, maupun nilai-nilai suatu

variabel yang disimpan selama sistem berjalan.

Berdasarkan durasi penyimapanan data, unit memori terbagi menjadi 2 macam:

- ROM (Read Only Memory) yang bersifat permanen meski suplai dayanya

hilang.

- RAM(Random Access Memory) yang bersifat sementara (data akan terhapus

jika suplai dayanya hilang).

5. Bagian input dan output

Komponen ini berfungsi sebagai terminal untuk mengirimkan sinyal tegangan

(tinggi/rendah) baik dari sistem masukan (sensor dan transduser) ke CPU

maupun dari CPU ke sistem keluaran (aktuator).


6

Gambar 2.1. Sistem PLC.[3]

2.2.1. PLC Schneider Modicon M221CE40R

Modicon M221CE40R merupakan salah satu produk PLC dari Schneider yang akan

digunakan dalam penelitian ini. PLC ini memiliki fitur-fitur sebagai berikut:

Tabel 2.1. Spesifikasi PLC Schneider Modicon M221CE40R (sebagian).[7]

tegangan suplai 100...240V AC

batas: 85...264V

Batas arus masuk suplai <=40A

Jumlah port IO logika (diskret) 40 port, terdiri dari: input 24 port

output 16 port

Spesifikasi port IO logika

(diskret)

Input

Tegangan 24V DC

Arus 7mA

5mA (fast input)

Output

Tegangan 5...125V AC

5...250V DC

Arus 2A

Nilai tegangan logika input Tinggi >=15 V

Rendah <=5 V

Jumlah port IO analog 2 port (rentang: 0...10V)

Spsifikasi poert IO analog Resolusi 10 bit

Nilai LSB 10mV

Spesifikasi nilai arus per

output Common

7A

Tipe koneksi yang reintegrasi USB port dengan konektor mini B USB 2.0

Ethernet dengan konektor RJ45

Non isolated serial link “serial1” dengan konektor RJ45 dan

Interface RS232/RS485

Kecepatan transmisi RS485 (panjang bus 15m) 1,2...115,2kbit/s

RS232 (panjang bus 3m)

USB 480Mbit/s


7

Gambar 2.2. PLC Modicon M221CE40R.[7]

2.2.2. SoMachine Basic[8]

SoMachine basic merupakan sebuah piranti lunak pemrograman grafis standar untuk

memrogram PLC Schneider jenis M221, dimana konfigurasi penyetingan hardware PLC

dapat disertai modul ekspansi (TM2 dan TM3) dan TMC2 Catridges. Software ini juga

mendukung beberapa bahasa program, yaitu:

a. Diagram tangga (Ladder Diagram Language)

b. Daftar instruksi (Instruction List Language)

c. GRAFCET (GRAphe Fonctionnel de Commande Etapes/Transitions atau Step

Transition function chart)

2.2.3. Wonderware InTouch[4]

Wonderware InTouch merupakan perangkat lunak Human Machine Interface (HMI)

yang dilengkapi dengan fitur dasar SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition)

software. Program-program yang dimiliki Wonderware untuk mendukung fitur-fitur

SCADA meliputi:

a. Wonderware Historian, program yang menangani database berbasis SQL Server.

b. Wonderware Information Software, program yang menangani pembuatan portal

internet untuk aplikasi HMI/SCADA.

c. Wonderware Active Factory, program untuk melakukan analisa dan laporan dari

data di lapangan.

d. Wonderware InControl, program pengendalian yang dapat menggantikan PLC

sebagai soft control (PC based control).


8

Dalam pengoperasiannya,Wonderware Intouch memiliki tiga bagian utama, yaitu:

a. InTouch Application Manager

InTouch Application Manager berfungsi untuk mengorganisasikan aplikasi yang

akan dibuat (tiap aplikasi memiliki folder/directory tersendiri untuk menyimpan

file-file yang dibutuhkan/digunakan oleh aplikasi).

b. InTouch WindowMaker

InTouch WindowMaker merupakan bagian development environment dari

Wonderware InTouch. Pada bagian ini proses pendesainan grafis dan

pemrograman instruksi baik animasi maupun program kontrol HMI dibuat.

c. InTouch WindowViewer

InTouch WindowViewer merupakan bagian Run-time environment dari

Wonderware InTouch. Pada bagian ini hasil desain dari WindowMaker (InTouch

QuickScripts) dapat dieksekusi dan diamati prosesnya.

2.3. Light Emitting Diode (LED)[16]

Light Emitting Diode (LED) merupakan salah satu komponen elektronika dalam

kelompok diode yang dapat memancarkan cahaya monokrom (satu warna) pada kondisi

tegangan maju (forward bias).

Gambar 2.3. Simbol dan bentuk LED.[16]

Warna-warna atau jenis cahaya yang dipancarkan oleh LED tergantung pada jenis

bahan semikonduktor yang digunakan.dan masing-masing warna atau jenis cahaya

memiliki besar tegangan maju yang beragam. Berikut ini adalah warna-warna dan jenis

cahaya beserta bahan dan nilai tegangan maju dari LED:


9

Tabel 2.2. Daftar warna, bahan semikonduktor, dan nilai tegangan maju LED.[16]

No Warna atau jenis cahaya Bahan semikonduktor Tegangan maju (Vf)

[I=20mA]

1 Infra merah (850-940nm) Gallium Arsenide (GaAs) 1,2V

2 Merah (630-660nm) Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) 1,8V

3 Jingga (605-620nm) Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP) 2,0V

4 Kuning (585-595nm) Gallium Arsenide Phosphide Nitride

(GaAsP:N) 2,2V

5 Hijau (550-570nm) Aluminium Gallium Phosphide (AlGaP) 3,5V

6 Biru (430-505nm) Silicon Carbide (SiC) 3,6V

7 Putih (450nm) Gallium Indium Nitride (GaInN) 4,0V

Dalam pengaplikasiannya, LED dalam kondisi aktif forward bias harus dipasang

secara seri dengan sebuah resistor yang konfigurasinya dapat dilihat pada Gambar 2.4. Hal

ini dikarenakan kondisi aktif forward bias pada dioda (LED) equivalen dengan kondisi

arus pendek pada rangkaian listrik. (resistor difungsikan sebagai pembatas arus). Adapun

rumus yang digunakan untuk menghitung besar resistor tersebut, yaitu:

𝑅 =𝑉𝑠 − 𝑉𝑓

𝐼 [6] (2.1)

Di mana:

- R : nilai resistor seri (Ohm [Ω])

- Vs : tegangan sumber/catu daya (Volt [V])

- Vf : tegangan maju dioda (Volt [V])

- I : Arus listrik operasional pada LED (Ampere[A]), biasanya 20mA.[16]

Gambar 2.4. Gambar rangkaian LED.

2.4. Dioda Foto (photodiode)[18]

Diode foto adalah sebuah dioda yang dioptimasi untuk menghasilkan aliran elektron

(arus listrik) sebagai respon apabila terpapar oleh sinar ultraviolet, cahaya tampak, atau

cahaya infra merah.

D1

DIODE-LED

R1

R


10

Gambar 2.5. Bentuk, Simbol, dan struktur Photodiode (Dioda Foto)

Bahan Semikonduktor yang biasanya digunakan sebagai bahan dasar diode foto

adalah Silikon (Si), Germanium (Ge), Indium gallium arsenide phosphide (InGaAsP),

Indium gallium arsenide (InGaAs), dimana bahan-bahan tersebut memiliki karakteristik

sebagai berikut:

Tabel 2.3. Perbandingan bahan semikonduktor photodiode.

Bahan

Semikonduktor

Tingkat Arus

Gelap

Tingkat

Kecepatan Rentang kepekaan Harga

Silikon (Si) Rendah Tinggi 400nm – 1000nm

(terbaik: 800nm – 900nm) Terjangkau

Germanium (Ge) Tinggi Rendah 900nm – 1600nm

(terbaik: 1400nm – 1500nm) Terjangkau

Indium gallium

arsenide phosphide

(InGaAsP)

Rendah Tinggi 1000nm – 1350nm

(terbaik: 1100nm – 1300nm) Mahal

Indium gallium

arsenide (InGaAs) Rendah Tinggi

900nm – 1700nm

(terbaik: 1300nm – 1600nm) Mahal

Photodiode memiliki beberapa mode pengoperasian, yaitu:

a. Mode Photovoltaic (zero bias)

Pada mode ini, photodiode dapat menghasilkan tegangan yang dapat diukur.

Tegangan yang dihasilkan pada mode ini bersifat non-linear dan dinamis dalam

rentang yang sangat kecil.

b. Mode Photoconductive

Pada mode ini, photodiode dipasangkan secara bias terbalik (reversed biased

voltage) dan menggunakan rangkaian penguat elektronika (rangkaian amplifier)

sebagai penggerak beban. Pada rangkaian ini, photodiode berfungsi sebagai

saklar (switch) yang mengalirkan arus listrik ketika dikenakan cahaya.


11

c. Mode Avalanche

Mode ini hanya dapat dilakukan dengan Avalanche Photodiode yang beroperasi

pada kondisi reverse bias yang tinggi, dimana dapat meningkatkan respon

rangakaian atau alat.

2.5. Motor Servo[24]

Motor servo merupakan sejenis motor dengan sistem umpan balik tertutup yang

terdiri dari sebuah motor DC, serangkaian gear, rangkaian kontrol, dan potensiometer.

Fungsi potensiometer dalam motor servo adalah untuk menentukan batas sudut dari

putaran servo. Sementara pengaturan sudut sumbu motor servo dapat diatur berdasarkan

lebar pulsa sinyal PWM dengan frekuensi sebesar 50Hz atau dengan periode sebesar 20ms

yang dikirim melalui kaki sinyal dari kabel servo itu sendiri.

Gambar 2.6. Bagian motor servo.

Gambar 2.7. Gambar kendali pulsa motor servo.


12

Sinyal masukan PWM tersebut dapat diperoleh ketika kondisi Ton duty cycle (periode

sinyal on) aktif selama 1,5ms. Dalam posisi tersebut rotor dari motor berhenti tepat di

tengah-tengah atau berada pada sudut nol derajat (netral).Pada saat kondisi Ton duty cycle

kurang dari angka 1,5ms, maka rotor akan berputar berlawanan arah jarum jam. Sebaliknya

pada saat kondisi Ton duty cycle lebih dari angka 1,5 ms, maka rotor akan berputar searah

jarum jam. Proses ini akan dijelaskan pada Gambar 2.7.

2.6. IC Timer 555(NE555) [10]

IC timer 555 (NE555) merupakan komponen elektronik yang dapat menghasilkan

waktu tunda (time delays) atau osilasi (oscillation) yang akurat dan stabil. Komponen ini

dikembangkan oleh Hanz R. Camendzind yang bekerja di perusahaan Signetic Corporation

pada tahun 1970-an. Berdasarkan letak konfigurasi terminalnya, IC NE555 memiliki nama

dan fungsi pada tiap portnya. Berikut ini adalah susunan, konfigurasi, dan fungsi pin kaki

IC 555 tipe DIP (Dual Inline Package) 8:

a. Kaki 1 (GND)

Pin ini berfungsi sebagai terminal Ground atau Terminal Negatif sumber tegangan

DC.

b. Kaki 2 (TRIG)

Pin ini berfungsi sebagai Terminal Trigger (Pemicu), digunakan untuk memicu

Output menjadi “High”, kondisi High akan terjadi apabila level tegangan pada kaki

Trigger ini berubah dari High menuju ke tegangan yang lebih kecil dari 1/3 Vcc

atau lebih kecil dari 1/3 dari sumber tegangan pada IC.

c. Kaki 3 (OUT)

Pin ini berfungsi sebagai Terminal Output (Keluaran) yang memiliki 2 keadaan

yaitu “Tinggi/high” dan “Rendah/Low”.

d. Kaki 4 (RESET)

Pin ini berfungsi sebagai Terminal Reset. Apabila kaki 4 di-ground-kan, Output IC

akan menjadi rendah dan menyebabkan perangkat ini menjadi OFF. Oleh karena

itu, untuk memastikan IC dalam kondisi ON, Kaki 4 biasanya diberikan sinyal

“High”.


13

e. Kaki 5 (CONT)

Pin ini berfungsi sebagai Terminal Control Voltage (Pengatur Tegangan),

memberikan akses terhadap pembagi tegangan internal. Secara default, tegangan

yang ditentukan adalah 2/3 Vcc.

f. Kaki 6 (THRES)

Pin ini berfungsi sebagai Terminal Threshold, digunakan untuk membuat Output

menjadi “Low”. Kondisi “Low” pada Output ini akan terjadi apabila Kaki 6 atau

Kaki Threshold ini berubah dari Low menuju > 1/3Vcc (lebih besar dari 1/3Vcc).

g. Kaki 7 (DISCH)

Pin ini berfungsi sebagai Terminal Discharge. Pada saat Output “Low”, Impedansi

kaki 7 adalah “Low”. Sedangkan pada saat Output “High”, Impedansi kaki 7 adalah

“High”. Kaki Discharge ini biasanya dihubungkan dengan Kapasitor yang

berfungsi sebagai penentu interval pewaktuan. Kapasitor akan mengisi dan

membuang muatan seiring dengan impedansi pada kaki 7. Waktu pembuangan

muatan inilah yang menentukan Interval Pewaktuan dari IC555.

h. Kaki 8 (Vcc)

Pin ini berfungsi sebagai Terminal Positif sumber tegangan DC (5V sampai 15V).

Gambar 2.8. Konfigurasi pin dan bentuk IC timer 555.

Gambar 2.9. Diagram blok desain IC timer 555.


14

Waktu tunda / osilasi yang dihasilkan oleh IC Timer 555 dikontrol oleh rangkaian

RC. Berdasarkan dari variasi rangkaian RC yang digunakan, IC timer 555 memiliki variasi

mode operasi yang diantaranya adalah sebagai berikut:

1. Monostable operation

Pada Monostable operation, proses pengaktifan keluaran pulsa pada pin “OUT”

(mengahsilkan nilai sinyal tinggi selama durasi tertentu) dipengaruhi oleh input

sinyal (nilai rendah) pada pin “TRIG” dimana proses pemicuannya dilakukan

secara manual melalui sinyal masukan dari luar komponen IC. Saat pin “TRIG”

terpicu, selain mengubah nilai keluaran pada pin “OUT”, pin “TRIG” juga

membuat kapasitorpada rangkaian RC yang terhubung ke pin “THRES” dan pin

“DISCH” (lihat Gambar 2.9.) melakukan proses pengisian muatan. Saat tegangan

kapasitor pada rangkaian RC mencapai tegangan threshold (2/3 Vcc) dan nilai

logika pada pin “TRIG” adalah tinggi, maka nilai logika keluaran pada pin

“OUT”akan berubah menjadi rendah. Adapun persamaan untuk menghitung

panjang durasi pulsa keluaran (logika tinggi) pada pin “OUT” berupa:

𝑡𝑤 = 1,1. 𝑅𝐴. 𝐶 (2.2)

Dengan:

a) tw : durasi pulsa logika tinggi keluaran IC timer 555 (detik [s])

b) RA : nilai resistor rangkaian RC pada IC timer 555 (Ohm [Ω])

c) C : nilai kapasitor rangkaian RC pada IC timer 555 (Farad [F])

Gambar 2.10. Rangkaian monostable operation.


15

Gambar 2.11. Bentuk gelombang pada Monostable operation (kiri) dan grafik Output

Pulse Duration vs Capacitance (kanan).

2. Astable operation

Pada Astable operation, konfigurasi rangkaiannya menyerupai rangkaian

monostable operation (Gambar 2.9.), hanya yang membedakannya adalah

penyambungan pin “TRIG” dengan pin “THRES” (untuk self triggering) dan

adanya penambahan resistor (RB) di antara pin “THRES” dan “DISCH” seperti

yang ditampilkan pada Gambar 2.12. Adapun persamaan untuk menghitung

panjang durasi pulsa keluaran (logika tinggi) pada pin “OUT” berupa:

𝑡𝐻 = 0,693(𝑅𝐴 + 𝑅𝐵)𝐶 (2.3)

𝑡𝐿 = 0,693. 𝑅𝐵. 𝐶 (2.4)

𝑇 = 𝑡𝐻 + 𝑡𝐿 = 0,693(𝑅𝐴 + 2𝑅𝐵)𝐶 (2.5)

𝑓 =

1,44

(𝑅𝐴+2𝑅𝐵)𝐶

(2.6)

𝐷 =

𝑅𝐴+𝑅𝐵

𝑅𝐴+2𝑅𝐵

(2.7)

𝐿𝑜𝑤 − 𝑡𝑜 − ℎ𝑖𝑔ℎ 𝑟𝑎𝑡𝑖𝑜 =

𝑡𝐿

𝑡𝐻=

𝑅𝐵

𝑅𝐴+𝑅𝐵

(2.8)

Dengan:

a) tH : durasi nilai logika tinggi keluaran (second [ms])

b) tL : durasi nilai logika tinggi keluaran (second [ms])

c) f : frekuensi gelombang keluaran (Hertz [Hz])


16

d) T : periode gelombang keluaran (second [ms])

e) D : duty cycle

f) RA : nilai resistor1 rangkaian RC pada IC timer 555 (Ohm [Ω])

g) RB : nilai resistor2 rangkaian RC pada IC timer 555 (Ohm [Ω])

h) C : nilai kapasitor rangkaian RC pada IC timer 555 (Farad [F])

Gambar 2.12. Rangkaian Astable operation.

Gambar 2.13. Bentuk gelombang pada Astable operation (kiri) dan grafik Free-Running

Frequency vs Capacitance (kanan).

2.7. Relay[23]

Relay dalam komponen elektronika merupakan sejenis saklar yang dapat

dioperasikan secara otomatis dengan menggunakan prinsip elektromagnetik atau

mekanisme elektrik sebagai sinyal pemicu / pengaktifan relay. Berdasarkan dari sinyal

pemicunya, relay dikelompokan menjadi 2 tipe, yaitu:


17

a. Relay elektromekanik (Electromechanical Relays / EMR)

Pada dasarnya, rangkaian relay elektromekanik terdiri dari 4 bagian utama yang

dapat dilihat pada Gambar 2.14. Selain itu, tiap bagian relay ini memiliki fungsi

sebagai berikut:

- Kerangka (Frame)

Bagian ini berfungsi sebagai bagian penampung dan penopang bagian relay

yang lain.

- Lengan (Armature)

Bagian ini merupakan bagian aktif dari relay yang berfungsi untuk

menyambung atau memutus kontak antara kontaktor pada relay. Biasanya

pada bagian ini juga disertai dengan per (spring) untuk mengembalikan

posisi lengan ketika tidak diaktifkan oleh coil.

- Coil

Bagian ini merupakan bagian rangkaian pengaktif (energizing circuit) pada

relay yang berfungsi untuk menggerakan lengan (armature) dengan

mekanisme induksi elektromagnetik.

- Kontaktor (Contacts)

Bagian ini merupakan bagian konduktif dari saklar relay yang berfungsi

untuk memutus atau menyambung rangkaian pada suatu rangkaian listrik.

Biasanya tipe kontaktor relay yang sering dijumpai di pasaran merupakan

tipe SPDT (Single Pole Double Throw) dengan konfigurasi “Break-Make”

atau “Break before Make” (ilustrasi desain dapat dilihat pada Gambar

2.15.) dimana pada tipe ini terdapat 2 posisi awalan kontaktor, yaitu:

Normally Open (NO) dan Normally Close (NC).

Gambar 2.14. Struktur relay elektromekanik.[19]


18

Gambar 2.15. Tipe kombinasi kontaktor relay elektromekanik.[22]

Selain bagian utama, pada relay juga terdapat jenis sambungan saklar yang

didasari oleh istilah-istilah berikut:

- Break

Istilah ini digunakan untuk mengindikasikan jumlah terminal/kontaktor

pemutus yang digunakan dalam pensaklaran.

- Pole

Istilah ini digunakan untuk mengindikasikan jumlah terminal common

(input) yang digunakan dalam pensaklaran relay.

- Throw

Istilah ini digunakan untuk mengindikasikan jumlah pilihan

terminal/kontaktor yang tersedia pada tiap pole dalam pensaklaran relay.

Gambar desain dari penggunaan istilah tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.16.

Gambar 2.16. Jenis sambungan saklar dengan istilah pole, break, throw.[21]

b. Solid State Relay (SSR)

Pada dasarnya, Solid State Relay (SSR) merupakan sejenis relay yang tidak

memiliki bagian penggerak yang aktif seperti relay elektromekanik, sehingga


19

dalam proses aktivasinya menggunakan level tegangan input tertentu. Relay ini

juga memiliki 2 bagian utama (detail struktur relay dapat dilihat pada Gambar

2.17.), yaitu:

- Bagian masukan (input circuit)

Bagian ini memiliki bagian pengontrol (control circuit) yang berfungsi

sebagai penghubung antara bagian masukan dengan bagian keluaran dengan

menentukan kondisi aktif (energized) atau tidak aktif (de-energized) pada

keluaran relay. Proses penentuan kondisi pada bagian kontrol dipengaruhi

oleh besar tegangan input yang diberikan (biasanya berupa sinyal/pulsa).

Ketika besar tegangan masukan melebihi batas atas pemicu (Pickup

Voltage) maka relay akan aktif (energized), dan ketika besar tegangan

masukan kurang dari batas bawah tegangan pemicu (Dropout Voltage) maka

relay akan tidak aktif (de-energized).

- Bagian keluaran (output circuit)

Bagian ini berfungsi sebagai kontaktor pada relay sehingga pada bagian ini

biasanya dihubungkan dengan rangkaian aktuator atau beban.

Gambar 2.17. Struktur Solid State Relay.[23]


20

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

Pada bab ini akan dibahas rancangan sistem yang akan dibuat secara terperinci. Pada

bab ini akan dibagi 3 bagian utama, yaitu: proses kerja sistem, perancangan perangkat

keras (hardware), dan perancangan perangkat lunak (software).

3.1. Proses Kerja Sistem

Diagam kerja sistem alat ini secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 3.1.

Gambar 3.1. Diagram alur kerja sistem

Prinsip kerja dari prototipe alat dimulai dari fotosensor yang berfungsi sebagai

masukan (input) posisi kereta pada sistem. Fotosensor ini berjumlah 1 pasang (fotosensor

A dan fotosensor B) yang ditempatkan di ujung-ujung bagian blok jalur kereta. Data-data

posisi kereta yang diterima fotosensor kemudian akan dikirimkan ke PLC untuk diolah

mengenai kondisi jalur yang akan dilalui kereta. Pengolahan data yang dilakukan oleh PLC

berupa proses algoritma yang menentukan dalam pengambilan keputusan pemindahan jalur

kereta. Proses algoritma ini terdiri dari 2 kondisi:

a. Jika jalur yang akan ditempuh kereta masih kosong.

Pada kondisi ini jalur kereta yang akan ditempuh kereta tidak mengalami

pemindahan jalur.


21

b. Jika jalur yang akan ditempuh kereta sudah ditempati kereta yang lain.

Pada kondisi ini jalur kereta yang akan ditempuh kereta akan dipindahkan ke

jalur yang belum ditempati kereta lain.

Berdasarkan dari hasil pengolahan algoritma tersebut. PLC akan memberikan

instruksi keluaran pada aktuator (motor servo) untuk mengubah jalur menggunakan lengan

pemindah jalur.Selain itu PLC juga akan akan memberikan data-data masukan diterima

dan data-data keluaran yang berupa data aktuator ke HMI (Wonderware) untuk keperluan

pengawasan.

3.2. Perancangan Perangkat Keras

Pada subab ini terdapat tiga pembahasan, yaitu: perancangan model sistem,

perancangan koneksi pengkabelan input/output PLC, dan perancangan skematik rangkaian

sistem. Mengenai penjelasan mendetail mengenai pembahasan tersebut akan dijelaskan

pada poin-poin berikut:

3.2.1. Perancangan Model Sistem

Perancangan model sistem yang akan dibuat dalam penelitian ini akan terbagi

menjadi dua bagian utama, yaitu: perancangan model fotosensor dan perancangan model

aktuator pengatur jalur (servo) yang akan dijelaskan lebih detail pada subab berikutnya.

Desain jalur rel pada model sistem akan terbagi dalam tiga blok jalur (I, II, III). Selain itu,

pada ujung dari ketiga blok tersebut akan dihubungkan dengan sebuah persimpangan yang

dimana pada model ini akan terdapat dua persimpangan. Illustrasi desain model penelitian

ini secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2. Desain model sistem.

Berikut merupakan arti dari simbol-simbol yang terdapat pada Gambar 3.2.


22

Tabel 3.1. Keterangan simbol desain model sistem.

Simbol Definisi

Jalur rel kereta api

Rangkaian aktuator (motor servo)

Pemancar cahaya (LED)

Sensor fotodiode

3.2.1.1. Perancangan model fotosensor

Pada perancangan ini, posisi komponen fotodioda (penerima cahaya) dan komponen

LED (pemancar cahaya) akan diposisikan secara berhadapan yang letaknya akan saling

berseberangan pada tiap ujung blok jalur rel kereta. Detail rancangan model ini dapat

dilihat pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3. Perancangan model fotosensor dari pandangan atas (A) dan samping (B).

3.2.1.2. Perancangan model aktuator pengatur jalur kereta

Pada perancangan ini, komponen motor servo akan dilengkapi dengan lengan yang

berfungsi sebagai alat pemindah jalur kereta yang letaknya akan berada pada sisi jalur

bercabang dalam persimpangan jalur kereta api. Desain model aktuator akan memiliki dua

macam kondisi, yaitu: kondisi aktif dan non-aktif. Pada kondisi aktif, posisi lengan akan

bergerak ke posisi 30° (segaris dengan jalur rel alternatif) yang dimana akan menutup jalur

utama kereta (lihat Gambar 3.4.), sehingga kereta akan berpindah haluan ke jalur alternatif.

Pada kondisi non-aktif, posisi lengan segaris dengan jalur rel utama yang dimana akan


23

menutupi jalur alternatif kereta (lihat Gambar 3.5.), sehingga kereta akan tetap mengikuti

jalur rel utama.

Gambar 3.4. Perancangan model aktuator pengatur jalur kereta (kondisi aktif) dari

pandangan atas (A) dan samping (B).

Gambar 3.5. Perancangan model aktuator pengatur jalur kereta (kondisi non-aktif) dari

pandangan atas (A) dan samping (B).

3.2.2. Perancangan Koneksi Pengkabelan Input/Output PLC

Perancangan koneksi pengkabelan masukan/keluaran PLC pada penelitian ini akan

menggunakan enam terminal masukan dan dua terminal keluaran. Pada terminal masukan

PLC akan dihubungkan ke bagian terminal output dari rangkaian fotosensor dan pada

terminal keluaran PLC akan dihubungkan ke rangkaian terminal rangkaian coil pada relay

yang terdapat di dalam rangkaian sistem aktuator (driver motor servo). Kode-kode alamat

terminal PLC yang akan digunakan secara detail dapat dilihat pada tabel berikut:


24

Tabel 3.2. Rancangan pengalamatan terminal masukan PLC.

MASUKAN (INPUT)

Kode Alamat Koneksi Alat

I0.0 Fotosensor 1A

I0.1 Fotosensor 1B

I0.2 Fotosensor 2A

I0.3 Fotosensor 2B

I0.4 Fotosensor 3A

I0.5 Fotosensor 3B

Tabel 3.3. Rancangan pengalamatan terminal keluaran PLC.

KELUARAN (OUTPUT)


Q0.0 Servo 1

Q0.1 Servo 2

3.2.3. Perancangan Skematik Rangkaian Sistem

Perancangan skematik rangkaian sistem pada penelitian ini berpusat pada

perancangan desain elektronik pada sistem sensor alat (fotosensor) dan perancangan driver

aktuator (driver motor servo) dimana detail masing-masing perancangan akan dibahas pada

poin-poin berikut:

3.2.3.1. Perancangan Fotosensor

Pada perancangan ini, subsistem fotosensor akan dirancang dalam 2 bagian, yaitu:

perancangan bagian pemancar dan perancangan bagian penerima dimana masing-masing

bagian akan menggunakan tegangan catu daya (VCC) sebesar 24 volt. Hal ini dikarenakan

besar tegangan batas untuk menghasilkan nilai logika tinggi (nilai 1) pada masukan PLC

berada pada rentang 15 volt ke atas.

Mekanisme fotosensor ini diawali oleh pemancaran sinyal cahaya oleh LED yang

kemudian akan ditangkap oleh fotodioda. Ketika cahaya yang dipancarkan terhalangi oleh

suatu objek (kereta), fotosensor akan memberi sinyal masukan ke PLC.

3.2.3.1.1. Perancangan Subsistem Pemancar Fotosensor

Pada perancangan bagian subsistem pemancar, bentuk rancangan yang digunakan

berupa rangkaian seri antara resistor dan LED yang dikondisikan bias maju (forward bias)

yang dapat dilihat secara detail pada Gambar 3.6.


25

Gambar 3.6. Rangakaian pemancar fotosensor.

Pada rangkaian ini, besar nilai resistor (R) yang akan digunakan pada nilai arus dioda

(Id) sebesar 20mA dan nilai tegangan maju dioda (Vd) sebesar 1,2V adalah sebagai berikut:

𝑅 =

𝑉𝑠 − 𝑉𝑑

𝐼𝑑=

24 − 1,2

0,02= 1,14 𝑘Ω ≅ 1,2 𝑘Ω (3.1)

3.2.3.1.2. Perancangan Subsistem Penerima Fotosensor

Pada perancangan bagian subsistem penerima, bentuk rancangan yang digunakan

merupakan jenis rangkaian penguat darlington yang dapat dilihat secara detail pada

Gambar 3.7.

Gambar 3.7. Rangkaian penerima fotosensor.

3.2.3.2. Perancangan Driver Motor Servo

Pada perancangan ini, driver motor servo menggunakan 2 IC timer (NE 555) yang

masing-masing IC nya dikonfigurasi dalam mode astable dan monostable yang terlihat

seperti Gambar 3.8.

VCC (5V) R3

220

D2

LUMILED

R13k

Q12N4400

Q22N4400

AK

D1PHOTODIODE

R210k

VCC (24V)


26

Gambar 3.8. Rangkaian driver motor servo

Dari gambar tersebut terlihat bahwa mode timer yang digunakan memiliki fungsi

sebagai berikut:

a. Astable (rangkaian U1 pada Gambar 3.8.)

Mode ini digunakan untuk membentuk periode pulsa keluaran kontinu sebesar

20ms yang mana periode ini akan dipakai sebagai sinyal pengaktifan motor

servo.

b. Monostable (rangkaian U2 pada Gambar 3.8.)

Mode ini digunakan untuk membentuk panjang durasi pulsa sinyal tinggi pada

keluaran timer yang mana sinyal tinggi tersebut akan dipakai sebagai pengatur

posisi lengan motor servo.

Adapun rumus perhitungan (menyesuaikan dengan variable pada Gambar 3.8.) dalam

perancangan ini adalah sebagai berikut:

a. Perancangan mode timer Astable

Pada perhitungan ini, terdapat parameter yang telah ditentukan atau diketahui

terlebih dahulu seperti:

1. Nilai kapasitor (C) yang ditentukan adalah 1µF.

2. Duty cycle pulsa yang ditentukan adalah 60%.

3. Periode pulsa keluaran (T) adalah 20ms.

Kemudian nilai parameter duty cyle dimasukan ke persamaan (2.6), menjadi:


27

𝐷 =

𝑅𝐴+𝑅𝐵

𝑅𝐴+2𝑅𝐵 (2.6)

60% =

𝑅1+𝑅2

𝑅1+2𝑅2 (3.2)

Karena duty cycle merupakan perbandingan antara durasi pulsa tinggi (tH) dengan

periode (T), maka persamaannya menjadi:

60% =

𝑡𝐻

𝑇=

𝑡𝐻

0,02 (3.3)

𝑡𝐻 =

60

100× 0,02 = 0,012 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 (3.4)

Dari hasil persamaan tersebut didapat besar durasi pulsa tinggi (tH) pada saat duty

cycle 60%, maka besar durasi pulsa rendahnya (tL) adalah

𝑡𝐿 = 𝑇 − 𝑡𝐻 = 0,02 − 0,012 = 0,008 𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 (3.5)

Untuk mendapatkan nilai reistor R2, maka nilai tL, C yang didapat dimasukan

dalam persamaan (2.3).

𝑡𝐿 = 0,693. 𝑅𝐵. 𝐶 (2.3)

0,008 = 0,693𝑅2(1 × 10−6) (3.6)

𝑅2 =

0,008

0,693 × (1 × 10−6)= 11,544 𝑘Ω ≅ 12 kΩ (3.7)

Untuk mendapatkan nilai resistor RA, maka nilai tH, C dan RB yang didapat

dimasukan dalam persamaan (2.2).

𝑡𝐻 = 0,693(𝑅𝐴 + 𝑅𝐵)𝐶 (2.2)

0,012 = 0,693(𝑅1 + (1,1544 × 104))(1 × 10−6) (3.8)


28

𝑅1 =

0,012

0,693 × (1 × 10−6)− (1,1544 × 104) = 5,772 𝑘Ω ≅ 5,8 𝑘Ω (3.9)

Karena nilai R1 tidak ada di pasar, maka nilainya diganti ke nilai terdekat yaitu

5,6 kΩ.

b. Perancangan mode timer Monostable

Pada perhitungan ini, terdapat parameter yang telah ditentukan atau diketahui

terlebih dahulu seperti:

1. Nilai kapasitor (C) telah ditentukan sebesar 100nF.

2. Besar durasi waktu nilai tinggi (tw) pada susdut 0° adalah 1ms.

3. Besar durasi waktu nilai tinggi (tw) pada sudut 90° adalah 1,5ms.

Persamaan yang akan digunakan untuk mencari durasi waktu nilai tinggi (tw)

pada posisi sudut 30° adalah dengan menggunakan persamaan (3.10). Nilai x

dalam persamaan merupakan besar sudut dalam rentang 0° - 90°.

𝑡𝜃=𝑥 = 𝑡𝜃=0° + (𝑡𝜃=90° − 𝑡𝜃=0°)

𝑥

90° (3.10)

Pada sudut lengan servo 30°, durasi waktu nilai tinggi (tw) adalah sebagai berikut

𝑡𝜃=30° = 𝑡𝜃=0° + (𝑡𝜃=90° − 𝑡𝜃=0°)

30°

90° (3.11)

𝑡𝜃=30° = 1 + (1,5 − 1)

30°

90°= 1

1

6 𝑚𝑠 (3.12)

Sedangkan untuk mencari besar nilai RA pada rangkaian dapat menggunakan

persamaan (2.1). Berikut merupakan perhitungan nilai RA pada posisi lengan

servo sebagai berikut:

- Posisi lengan servo berada pada sudut 0° (pada Gambar 3.8. adalah nilai R3)

𝑅𝐴 =

1 × 10−3

1, 1 × (1 × 10−7)= 9,09 𝑘Ω ≅ 9,1 𝑘Ω (3.13)


29

- Posisi lengan servo berada pada sudut 30° (pada Gambar 3.8. adalah nilai

R4)

𝑅𝐴 =1

1

6× 10−3

1, 1 × (1 × 10−7)10,606 𝑘Ω ≅ 11 𝑘Ω (3.14)

3.3. Perancangan Perangkat Lunak

Pada subab ini terdapat dua pembahasan, yaitu: perancangan algoritma sistem dan

perancangan tampilan antarmuka sistem. Mengenai penjelasan mendetail mengenai

pembahasan tersebut akan dijelaskan pada poin-poin berikut:

3.3.1. Perancangan Algoritma Sistem

Gambar 3.9. Diagram alur kerja perangkat lunak sistem

Secara keseluruhan perancangan algoritma perangkat lunak sistem yang penting,

terbagi menjadi 3 bagian, yaitu: proses deteksi kereta, proses pengaturan jalur, proses

pengiriman data. Pada proses awal sistem akan melakukan proses inisialisasi port dan

pengaturan komunikasipada PLC. Setelah proses inisialisasi selesai,proses deteksi kereta

akan dieksekusi. Pada tahap ini, fotosensor-fotosensor pada sistem akan aktif untuk

mendeteksi keberadaan dan arah laju kereta, beserta status blok jalur kereta pada sistem

(kosong/terisi).Data-data mengenai keberadaan kereta, arah laju kereta, dan status kondisi

blok jalur kereta akan lebih dahulu disimpan di dalam memori PLC, lalu dikirimkan ke

sistem HMI (Wonderware)untuk diproses sebagai keluaran data sistem di dalam proses

pengiriman data1.Proses pengaturan jalur kereta akan dieksekusi jika data status blok jalur


30

kereta memberi informasi bahwa jalur yang akan dilalui kereta telah dipakai atau

diprioritaskan (data mengenai jalur yang diprioritaskan akan dijelaskan pada tahap proses

pengiriman data2) dengan mengaktifkan motor servo di persimpangan jalur antar blok

yang akan dilalui kereta.Pada proses pengiriman data2, PLC mengirimkan data status

kondisi akses jalur kereta ke HMI (Wonderware). Untuk gambaran yang lebih jelas

mengenai mekanisme algoritma kerja sistem dapat dilihat pada Gambar 3.9.

3.3.1.1. Proses Deteksi Kereta

Gambar 3.10. Diagram alur proses deteksi kereta.

Pada proses ini, mekanisme pendeteksian kereta dimulai ketika kereta melewati

fotosensor yang berada di salah satu ujung blok jalur kereta (ujung sebelah kiri atau kanan)

yang menyebabkan sinar laser yang diarahkan pada fotosensor menjadi terhalau (sensor

ON). Kondisi fotosensor tersebut akan menjadi masukan bagi PLC untuk mengetahui arah

datangnya kereta (dari kiri/kanan) dan kondisi bahwa di blok jalur tersebut telah terisi.

Ketika kereta melewati fotosensor di ujung blok yang lain (di ujung kiri jika kereta datang

dari sebelah kanan dan sebaliknya) sampai terlepas dari deteksi fotosensor tersebut, maka

PLC akan membaca kondisi tersebut sebagai kondisi bahwa kereta sudah melewati blok


31

jalur tersebut (kondisi di blok jalur tersebut menjadi “kosong”). Untuk gambaran yang

lebih jelas mengenai alur proses deteksi kereta dapat dilihat pada Gambar 3.10.

3.3.1.2. Proses Pengaturan Jalur

Gambar 3.11. Diagram alur proses pengaturan jalur.

Proses ini dipengaruhi oleh data masukan pada PLC mengenai data arah kereta dan

data kondisi blok jalur kereta. Jika arah laju kereta ke kiri maka PLC akan mengecek data

kondisi blok jalur di sebelah kiri dari tempat blok jalur yang sedang ditempati kereta dan

sebaliknya, jika arah laju kereta ke kanan maka PLC akan mengecek data kondisi blok

jalur di sebelah kanan dari tempat blok jalur yang sedang ditempati kereta. Kalau data blok

jalur yang dicek memberi data “kosong”, maka PLC hanya akan mengirimkan data kondisi

akses jalur kereta saja, namun kalau data blok jalur yang dicek memberi data “terisi”, maka

PLC akan mengaktifkan motor servo untuk mengubah rute jalur kereta api dan

mengirimkan data kondisi akses jalur kereta. Untuk gambaran yang lebih jelas mengenai

mekanisme alur proses pengaturan jalur kereta dapat dilihat pada Gambar 3.11.

3.3.1.3. Proses Pengiriman Data

Pada proses ini semua data masukan pada PLC mengenai data arah datangnya kereta

dan data kondisi blok jalur kereta maupun data keluaran pada PLC mengenai data kondisi

akses jalur kereta akan dikirimkan ke HMI untuk diolah sebagai tampilan output sistem.

Berikut gambaran proses pengiriman data yang terlihat pada Gambar 3.12.


32

Gambar 3.12. Diagram alur proses pengiriman data.

3.3.2. Perancangan Tampilan Antarmuka Sistem

Secara keseluruhan perancangan tampilan antarmuka sistem yang akan digunakan

dalam penelitian ini, terbagi menjadi 3 bagian, yaitu: tampilan menu masuk, tampilan

pengawasan, dan tampilan kontrol. Pada proses awal (inisialisasi) program antarmuka,

tampilan menu masuk akan muncul terlebih dahulu. Tampilan menu masuk merupakan

tampilan untuk login user yang dapat dilihat pada Gambar 3.13. Setelah melakukan proses

masukan (input) data pada tampilan menu masuk, tampilan antarmuka akan beralih ke

tampilan pengawasan. Tampilan pengawasan berisi tampilan gambar animasi yang

berfungsi untuk mengamati keadaan sistem yang dapat dilihat pada Gambar 3.14.

Tampilan ini juga akan disertai tampilan tombol untuk membuka tampilan menu kontrol

yang berfungsi sebagai menu input instruksi pada HMI yang mana desain dari tampilan ini

dapat dilihat pada Gambar 3.15.

Gambar 3.13. Tampilan Menu masuk


33

Gambar 3.14. Tampilan pengawasan

Gambar 3.15. Tampilan kontrol


34

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan membahas 3 bagian utama penelitian, yaitu: modifikasi atau

perubahan desain sistem alat yang digunakan dalam penelitian, implementasi alat, dan

catatan data hasil penelitian beserta pembahasan data hasil penelitian.

4.1. Perubahan Rancangan

Pada subab ini akan membahas tentang perubahan-perubahan rancangan yang

dilakukan selama pembuatan implementasi alat.

4.1.1. Perubahan Catu Daya Lampu LED

Desain perancangan catu daya lampu LED pada bab III yang dihubungkan pada

tegangan 24V mengalami perubahan tegangan menjadi 5 volt dikarenakan daya yang

dihasilkan pada catu bertegangan 24V adalah 323mW. Besar nilai daya tersebut melebihi

nilai disipasi daya resistor 1,5kΩ sebesar 250mW pada komponen lampu LED. Hal ini

ditandai dengan tingginya suhu resistor ketika komponen digunakan dalam jangka waktu

yang lama.

4.1.2. Perubahan Koneksi Pengkabelan Terminal Masukan PLC

Desain perancangan alamat terminal masukan PLC pada Tabel 3.2. mengalami

sedikit perubahan dikarenakan adanya penambahan masukan untuk menyalakan

(inisialisasi) yang dialamatkan pada terminal masukan I0.0 dan masukan untuk mematikan

sistem yang dialamatkan pada terminal masukan I0.1. Detail perubahan alamat terminal

masukan dapat dilihat pada Tabel 4.1.

Tabel 4.1. Implementasi pengalamatan terminal masukan PLC.

MASUKAN (INPUT)


I0.0 Pushbutton NO 1 (pada trainer PLC)

I0.1 Pushbutton NO 2 (pada trainer PLC)

I0.2 Fotosensor 1A

I0.3 Fotosensor 1B

I0.4 Fotosensor 2A

I0.5 Fotosensor 2B

I0.6 Fotosensor 3A

I0.7 Fotosensor 3B


35

4.1.3. Perubahan Tampilan Menu pada HMI

Desain perancangan Tampilan Menu HMI yang dijelaskan pada bab III dalam

implementasinya mengalami beberapa perubahan. Perubahan-perubahan yang diterapkan

pada tiap tampilan menu akan dijelaskan sebagai berikut:

4.1.3.1. Perubahan Tampilan Menu Masuk (Menu Login)

Implementasi desain antarmuka tampilan menu masuk terwujud dengan nama

jendela “Menu Login”. Pada dasarnya, perubahan desain yang dilakukan pada tampilan

menu ini hanyalah pengubahan tampilan kata pada jendela menu. Perbandingan desain

rancangan dengan implementasi dapat dilihat pada Tabel 4.2.

Tabel 4.2. Perbandingan desain rancangan dengan implementasi tampilan menu masuk.

Desain Rancangan Implementasi Rancangan

4.1.3.2. Perubahan Tampilan Pengawasan (Menu Utama)

Implementasi desain antarmuka tampilan pengawasan terwujud dengan nama jendela

“Menu Utama”. Perubahan desain yang dilakukan pada menu ini berupa penambahan

tampilan keterangan fungsi dan penyempurnaan gambar tampilan sistem. Perbandingan

desain rancangan dengan implementasi dapat dilihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3. Perbandingan desain rancangan dengan implementasi tampilan pengawasan.



36

4.1.3.3. Perubahan Tampilan Kontrol (Menu Kontrol)

Implementasi desain antarmuka tampilan control terwujud dengan nama jendela

“Menu Kontrol”. Perubahan desain yang dilakukan pada menu ini berupa penambahan

tombol-tombol pengatur kondisi ON dan OFF sistem. Perbandingan desain rancangan

dengan implementasi dapat dilihat pada Tabel 4.4.

Tabel 4.4. Perbandingan desain rancangan dengan implementasi tampilan kontrol.


4.2. Implementasi Alat

Implementasi alat yang dibuat dalam perancangan yang terlihat pada Gambar 4.1.

memiliki 2 model sistem, yaitu: model sistem fotosensor dan model sistem aktuator jalur

kereta. Implementasi dari model-model sistem tersebut akan dijelaskan pada poin subab

selanjutnya.

Gambar 4.1. Implementasi alat pengatur jalur kereta.

4.2.1. Implementasi Model Sistem Fotosensor

Implementasi model sistem fotosensor terdiri dari 2 bagian, yaitu: bagian pemancar

cahaya (komponen LED) dan bagian penerima cahaya (komponen fotodioda) dimana

secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 4.2.


37

Pada implementasi komponen pemancar (komponen LED) memiliki konektor berupa

blok terminal yang berfungsi sebagai penghubung antara komponen LED dengan catu

daya. Tampilan komponen pemancar (LED) dapat dilihat pada Gambar 4.3.

Pada implementasi komponen photodiode memiliki konektor berupa blok terminal

yang berfungsi sebagai penghubung antara komponen Photodiode dengan catu daya.

Tampilan dari komponen photodiode dapat dilihat pada dan Gambar 4.4.

Gambar 4.2. Implementasi model fotosensor.

Gambar 4.3. Implementasi komponen LED.

Gambar 4.4. Implementasi komponen photodiode.

4.2.2. Implementasi Model Sistem Aktuator Jalur Kereta.

Implementasi model sistem aktuator jalur kereta pada bagian driver memiliki 3

konektor (dua blok terminal dan satu pinhead dengan 3 cabang) yang dapat dilihat pada

Gambar 4.5. dan fungsi dari konektor-konektor tersebut akan dijelaskan sebagai berikut:

a. Bagian blok terminal dengan label “SBR” akan difungsikan sebagai penghubung

antara model sistem aktuator dengan catu daya. Pada lubang blok terminal


38

dengan label “+” akan dihubungkan ke bagian Vcc catu daya (5 volt) sedangkan

lubang blok terminal dengan label ”-“ akan dihubungkan ke Ground catu daya.

b. Bagian blok terminal dengan label “PLC” akan difungsikan sebagai penghubung

antar model sistem aktuator dengan output PLC.

c. Bagian pinhead akan difungsikan sebagai penghubung antara model sistem

aktuator dengan motor servo. Pada bagian pin dengan label “+” (tengah) akan

dihubungkan ke kabel warna merah pada motor servo. Pada bagian pin dengan

label ”-“ (kiri) akan dihubungkan ke kabel warna cokelat pada motor servo. Pada

bagian pin dengan label “o” akan dihubungkan ke kabel warna jingga pada motor

servo.

Gambar 4.5. Komponen PCB driver aktuator jalur kereta.

Gambar 4.6. Implementasi servo pada model sistem aktuator jalur kereta.

Pada impelementasi keadaannya, logika model sistem servo terbagi menjadi logika

aktif (ON) yang memiliki besar sudut pergeseran 30° dari garis horizontal dan logika


39

nonaktif (OFF) yang memiliki besar sudut pergeseran 0° dari garis horizontal dengan

mekanisme sinyal aktif dari PLC bernilai rendah. Tampilan dari implementasi logika

tersebut terlihat pada Gambar 4.7. dan Gambar 4.8.

Gambar 4.7. Tampilan keadaan komponen aktuator aktif.

Gambar 4.8. Tampilan keadaan komponen aktuator nonaktif.

4.2.3. Implementasi Antarmuka Sistem

Implementasi antarmuka sistem yang dipakai dalam penelitian ini menggunakan

aplikasi Wonderware InTouch dan dilengkapi dengan fitur keamanan yang disediakan oleh

aplikasi Wonderware sendiri berupa fitur timeout logoff yang akan me-reset hak akses

pengguna jika aplikasi didiamkan selama waktu tertentu. Aplikasi antarmuka ini memliki

beberapa tahapan proses yang akan dijelaskan sebagai berikut:

a. Proses Login

Ketika aplikasi antarmuka ini dijalankan, pengguna akan terlebih dahulu

dihadapkan pada Menu Login yang tampilannya dapat dilihat pada Gambar 4.9.

Pada menu ini, pengguna diharuskan memasukkan (mengetik) ID dan password

yang dimiliki pengguna. Setelah ID dan password sudah dimasukkan, tombol


40

login akan aktif dan pengguna dapat mengklik tombol tersebut untuk mengakses

Menu Utama.

Gambar 4.9. Implementasi tampilan Menu Login.

b. Proses Pengawasan

Proses pengawasan sistem pada aplikasi antarmuka dilakukan di Menu Utama

yang tampilannya dapat dilihat pada Gambar 4.10.

Gambar 4.10. Implementasi tampilan Menu Utama.

Pada Menu Utama sendiri memiliki beberapa bagian penting yaitu:

1. Tombol Menu Kontrol yang berfungsi untuk menampilkan Menu Kontrol.

2. Tombol Help yang berfungsi untuk menampilkan keterangan singkat kondisi

dari gambar tampilan sistem.

3. Gambar tampilan sistem yang berfungsi menampilkan keadaan sistem saat

sistem dijalankan. Gambar tampilan ini memiliki fungsi penting dalam proses

pengawasan sistem.

c. Proses Kontrol

Proses kontrol dalam antarmuka sistem dilakukan di Menu Kontrol yang

tampilannya dapat dilihat pada Gambar 4.11.


41

Gambar 4.11. Implementasi tampilan Menu Kontrol.

Pada Menu Kontrol terdapat tombol-tombol yang memiliki fungsi tertentu.

Penjelasan fungsi-fungsi tersebut secara mendetail terlihat pada Tabel 4.5.

Tabel 4.5. Fungsi tombol pada Menu Kontrol.

No Nama Tombol Fungsi Tombol

1 ON Memulai proses sistem (inisialisasi)

2 OFF Menghentikan proses sistem dan mereset nilai dari seluruh parameter

sistem.

3 FOTOSENSOR 1A Mengatur kondisi sinyal dari fotosensor 1A.

4 FOTOSENSOR 1B Mengatur kondisi sinyal dari fotosensor 1B.





9 WESEL 1 Mengatur kondisi sinyal dari aktuator wesel 1.

10 WESEL 2 Mengatur kondisi sinyal dari aktuator wesel 2.

11 BLOK 1 Mengatur kondisi sinyal dari parameter blok 1.



4.2.4. Implementasi Algoritma SoMachine Basic

Implementasi algoritma SoMachine Basic yang dipakai dalam penelitian ini berupa

diagram ladder sebagai bahasa pemrogamannya. Secara keseluruhan implementasi

algoritma ini berisi algoritma pengaturan kondisi status atau parameter sistem yang akan

digunakan dalam eksekusi proses program dan komunikasi HMI. Desain ladder dan letak

pengaplikasian pada objek penampil HMI dari algoritma-algoritma tersebut secara

mendetail dapat dilihat pada Tabel 4.6 sampai Tabel 4.10.


42

Tabel 4.6. Bentuk diagram ladder algoritma sistem dan letak pengaplikasian

penampil HMI.

No Nama

Algoritma Desain Ladder

Aplikasi Bagian

HMI

1

Inisialisasi

(start/stop)

sistem

2 Pengalamatan

input sensor

a. Fotosensor 1A

b. Fotosensor 1B

c. Fotosensor 2A

d. Fotosensor 2B

e. Fotosensor 3A

f. Fotosensor 3B


43


penampil HMI. (lanjutan)

No Nama


Aplikasi Bagian

HMI

3

Parameter

status blok

dan arah laju

kereta

a. Blok: 1

Arah laju:

CCW

Arah laju:

CW

b. Blok: 2


44



No Nama


Aplikasi Bagian

HMI

Arah laju:

bawah

Arah laju:

atas

c. Blok: 3

Arah laju:

CCW

Arah laju:

CW


45



No Nama


Aplikasi Bagian

HMI

4 Sistem wesel

a. Wesel 1

(aktivasi)

Wesel 1

(deaktivasi)

b. Wesel 2

(aktivasi)


46



No Nama


Aplikasi Bagian

HMI

Wesel 2

(deaktivasi)

4.2.5. Implementasi Komunikasi antara PLC dan HMI

Implementasi komunikasi antara PLC dan HMI pada penelitian ini dilakukan dengan

dua cara, yaitu: mengatur alamat IP pada aplikasi SoMachine Basic dan Modicon

MODBUS Ethernet, serta membuat konfigurasi access name pada aplikasi Wonderware

InTouch. Pengaturan konfigurasi alamat IP pada tiap aplikasi akan dijelaskan sebagai

berikut:

a. Pada aplikasi SoMachine Basic

1. Buka aplikasi SoMachine Basic, pilih file project yang ingin dikonfigurasi

atau membuat file project yang baru.

2. Pada tampilan tab “Configuration”, ganti tipe PLC menjadi tipe

TM221CE40R.

3. Klik ikon konektor internet dengan nama “ETH1” atau bisa juga klik pada

bagian nama “ETH1” (pada bagian bawah tampilan tipe PLC akan berganti

menjadi menu pengaturan Ethernet).


47

4. Pada menu pengaturan Ethernet, sesuaikan isi konfigurasi seperti pada

gambar Gambar 4.12, lalu klik tombol “Apply” (bagian bawah sebelah kanan

pada menu Ethernet).

Gambar 4.12. Tampilan konfigurasi Ethernet pada SoMachine Basic.

b. Pada aplikasi Modicon MODBUS Ethernet

1. Buka aplikasi Modicon MODBUS Ethernet.

2. Klik menu “Configure” (bagian kiri atas pada jendela aplikasi), klik pilihan

“Topic Definition…” (akan muncul jendela sesuai Gambar 4.13.)

Gambar 4.13. Tampilan jendela Topic Definition.

3. Klik tombol “New…” (akan muncul jendela “MBENET Topic Definition”),

kemudian sesuaikan isi konfigurasi seperti pada Gambar 4.14., lalu klik “OK”

(jendela “MBENET Topic Definition” akan tertutup).


48

Gambar 4.14. Tampilan jendela MBENET Topic Definition.

4. Pada jendela “Topic Definition” (Gambar 4.13.) klik tombol “Done” (jendela

tersebut akan tertutup) dan konfigurasi pada aplikasi Modicon MODBUS

Ethernet selesai.

Proses pembuatan konfigurasi access name pada aplikasi Wonderware InTouch

dilakukan dengan cara sebagai berikut:

1. Buka aplikasi Wonderware InTouch (jendela “InTouch Application Manager”

akan terbuka).

2. Klik ganda file HMI yang ingin diberi konfigurasi access name (akan muncul

jendela seperti Gambar 4.15.), pada jendela tersebut klik tombol “Ignore” (file

HMI akan terbuka pada jendela “InTouch WindowMaker”).

Gambar 4.15. Tampilan notifikasi lisensi aplikasi Wonderware Intouch.


49

3. Pada tampilan “WindowMaker” akan muncul jendela “Windows to Open…”, pilih

jendela yang ingin dibuka dengan mengklik bagian checkbox (kotak) di sebelah

kiri daftar nama jendela menu, lalu klik “OK”.

4. Klik menu “Special”, klik pilihan “Access Names…” (akan muncul jendela

seperti gambar Gambar 4.16.).

Gambar 4.16. Tampilan jendela Access Names.

5. Klik “Add” (akan muncul jendela “Add Access Name”), kemudian sesuaikan isi

konfigurasi seperti gambar Gambar 4.17., lalu klik “OK” (jendela “Add Access

Name” akan tertutup).

Gambar 4.17. Tampilan jendela Add Access Names.

6. Pada jendela “Access Names” klik tombol “Close” (jendela tersebut akan

tertutup) dan konfigurasi pada aplikasi Modicon MODBUS Ethernet selesai.

4.2.6. Alokasi Pengalamatan Sistem

Pada proses implementasi alat, sistem ini menggunakan menggunakan beberapa

alamat data dari PLC yang terbagi dalam kelompok alamat terminal I/O dan alamat

memori. Untuk informasi koneksi alamat terminal masukan dapat dilihat pada Tabel 4.1.

pada subab perubahan rancangan. Sedangkan koneksi alamat terminal keluaran pada


50

implementasi alat sistem tidak terjadi perubahan, sehingga informasi koneksi alamat

terminalnya sesuai dengan Tabel 3.3. pada subab perancangan perangkat keras. Alamat

memori yang digunakan dalam perancangan ini digunakan sebagai ruang data sistem untuk

komunikasi HMI baik data parameter kondisi sistem maupun data instruksi dari HMI

(bagian kontrol). Detail konfigurasi alamat memori yang digunakan pada PLC dan

koneksinya dengan alamat memori HMI beserta fungsinya dapa dilihat pada Tabel 4.11.

dan Tabel 4.12.

Tabel 4.11. Alokasi hubungan alamat memori PLC dan HMI beserta fungsinya.

Nama

Alamat PLC

Kode

Alamat

PLC

Nama

Alamat HMI

(Tagname)

Kode

Alamat

HMI

Fungsi

KONDISI

SISTEM M0 Sistem 000001

Sebagai parameter status keadaan sistem

(hidup/mati)

ALAMAT

SINYAL 1A M1

Sebagai parameter status keadaan fotosensor

1A

ALAMAT

SINYAL 1B M2


1B

ALAMAT

SINYAL 2A M3


2A

ALAMAT

SINYAL 2B M4


2B

ALAMAT

SINYAL 3A M5


3A

ALAMAT

SINYAL 3B M6


3B

STATUS

ARAH

JALUR 1A

M7 arah_laju_1a 000008 Sebagai parameter status arah kereta ke

bawah/CCW pada blok 1

STATUS

ARAH

JALUR 1B

M8 arah_laju_1b 000009 Sebagai parameter status arah kereta ke

atas/CW pada blok 1

STATUS

ARAH

JALUR 2A


bawah pada blok 2

STATUS

ARAH

JALUR 2B

M10 arah_laju_2b 000011 Sebagai parameter status arah kereta ke atas

pada blok 2

STATUS

ARAH

JALUR 3A


atas/CCW pada blok 3

STATUS

ARAH

JALUR 3B

M12 arah_laju_3b 000013 Sebagai parameter status arah kereta ke

bawah/CW pada blok 3

STATUS

BLOK

JALUR 1

M13 blok1 000014 Sebagai parameter status keadaan blok 1

(kosong/terisi)


51

Tabel 4.12. Alokasi hubungan alamat memori PLC dan HMI beserta fungsinya. (lanjutan)

Nama

Alamat PLC

Kode

Alamat

PLC

Nama

Alamat HMI

(Tagname)

Kode

Alamat

HMI

Fungsi

STATUS

BLOK

JALUR 2


(kosong/terisi)

STATUS

BLOK

JALUR 3


(kosong/terisi)

RESET

WESEL 1 M16

Sebagai parameter status instruksi clear

parameter wesel 1 (aktuator servo)

RESET

WESEL 2 M17

Sebagai parameter status instruksi clear

parameter wesel 1 (aktuator servo)

WESEL 1 M18 Wesel1 000019 Sebagai parameter status keadaan wesel 1

(aktuator servo)

WESEL 2 M19 Wesel2 000020 Sebagai parameter status keadaan wesel 2

(aktuator servo)

WONDER

ON M20 instruksiON 000021

Sebagai parameter status instruksi untuk

menghidupkan sistem dari HMI

WONDER

OFF M21 InstruksiOFF 000022

Sebagai parameter status instruksi untuk

mematikan sistem dari HMI

WONDER

SENSOR 1A M22 Sensor1A 000023

Sebagai parameter status instruksi fotosensor

1A (hidup/mati)

WONDER

SENSOR 1B M23 Sensor1B 000024


1B (hidup/mati)

WONDER



2A (hidup/mati)

WONDER



2B (hidup/mati)

WONDER



3A (hidup/mati)

WONDER



3B (hidup/mati)

4.3. Data Hasil Pengujian Sistem dan Analisis Data

Pada subab ini terdapat 2 macam data hasil pengujian alat, yaitu: data hasil pengujian

perangkat keras alat dan data hasil pengujian perangkat lunak alat. Data-data tersebut

didapat dari proses pengamatan sistem baik secara menyeluruh (proses kerja alat) maupun

per-bagian subsistem alat (tes output sinyal subsistem alat).

4.3.1. Data Hasil Pengujian Perangkat Keras

Data hasil pengujian perangkat keras yang didapat dalam penelitian ini berupa data-

data tegangan dan arus hasil pengukuran komponen subsistem, serta tampilan keadaan


52

sistem saat dijalankan pada kondisi tertentu. Data-data tersebut secara mendetail akan

dijelaskan pada poin berikut:

4.3.1.1. Data Pengujian Implementasi Subsistem Fotosensor

Data pengujian yang didapatkan pada implementasi subsistem fotosensor berupa

data tegangan dan arus dari tiap sensor yang diukur pada kondisi aktif (ON) dan nonaktif

(OFF) pada terminal output. Data-data tersebut dapat dilihat pada Tabel 4.13.

Tabel 4.13. Data tegangan dan arus komponen fotosensor.

No Nama Komponen Keadaan Data Komponen

Tegangan Keterangan Kondisi

1 Fotosensor 1A Terhalang 23,9V Cutoff

Tidak terhalang 90mV Saturasi

2 Fotosensor 1B Terhalang 23,9V Cutoff










Berdasarkan dari data yang didapat, terlihat bahwa komponen fotosensor bekerja

dengan baik, dimana nilai tegangan pada kondisi terhalang/Cutoff yang bernilai 23,9V

telah melebihi nilai tegangan pemicu logika tinggi PLC yang bernilai 15V dan nilai

tegangan pada kondisi tidak terhalang/saturasi yang bernilai kurang dari 100mV atau

berada di bawah nilai tegangan pemicu logika rendah PLC yang bernilai 5V.

4.3.1.2. Data Pengujian Implementasi Subsistem Aktuator Wesel (Servo)

Data pengujian yang didapatkan pada implementasi subsistem aktuator wesel berupa

data besar sudut yang terbentuk terhadap garis horizontal pada Gambar 4.7. dan Gambar

4.8. (warna kuning) serta tampilan keadaan dari tiap aktuator yang diukur pada kondisi

aktif (ON) dan nonaktif (OFF). Untuk data arus aktuator dapat dilihat pada Tabel 4.14.

Tabel 4.14. Data besar sudut komponen aktuator wesel (servo).

No Nama Komponen Keadaan Besar Sudut (°)

1 Wesel 1 Aktif 25

Nonaktif 0

2 Wesel 2 Aktif 25

Nonaktif 0


53

Berdasarkan dari perbandingan data yang didapat dengan desain perancangan,

terdapat selisih kesalahan sebesar 5° atau sebesar 17%, namun selisih tersebut tidak

berpengaruh pada kinerja sistem (komponen aktuator wesel berfungsi dengan baik).

4.3.2. Data Hasil Pengujian Perangkat Lunak

Data hasil perangkat lunak yang didapat dalam penelitian ini berupa data-data

tampilan keadaan sistem pada aplikasi SoMachine (diagram ladder), Intouch Wonderware

(tampilan keadaan HMI), serta tampilan keadaan perangkat keras sistem ketika sistem

dijalankan pada kondisi posisi awal kereta tertentu. Data-data tersebut secara mendetail

akan dijelaskan pada poin berikut:

4.3.2.1. Data Hasil Pengujian Satu Kereta

Data yang didapatkan pada pengujian satu kereta dikelompokkan berdasarkan

kondisi posisi awal kereta dan data yang diambil pada tiap percobaan didasarkan pada hasil

pengamatan yang dihasilkan pada tiap urutan proses dalam pengujian. Pada pengujian ini

didapat persentase keberhasilan sebesar 100%. Berikut ini merupakan analisis data hasil

pengujian alat pada kondisi awal kereta sebagai berikut:

4.3.2.1.1. Posisi di antara wesel 1 dan fotosensor 1A.

Berdasarkan dari data yang didapat pada Tabel L.1., terlihat bahwa sistem bekerja

dengan keberhasilan sebesar 100%, dimana tampilan pada HMI dan keadaan nyata pada

sistem (pada jalur rel) memiliki kesamaan tampilan kondisi.

4.3.2.1.2. Posisi di antara wesel 1 dan fotosensor 2A




4.3.2.1.3. Posisi di antara wesel 1 dan fotosensor 3B





54









4.3.2.1.6. Posisi di antara wesel 2 dan fotosensor 3A




4.3.2.2. Data Hasil Pengujian Dua Kereta

Data yang didapatkan pada pengujian dua kereta dikelompokkan berdasarkan kondisi

posisi awal kereta dan data yang diambil pada tiap percobaan didasarkan pada hasil

pengamatan yang dihasilkan pada tiap urutan proses dalam pengujian. Pada pengujian ini

didapat persentase keberhasilan sebesar 47,75%. Berikut ini merupakan analisis data hasil

pengujian alat pada kondisi awal kereta sebagai berikut:

4.3.2.2.1. Posisi kereta1: antara wesel 1 dan fotosensor 1A; kereta2: antara wesel 1

dan fotosensor 3B


dengan baik pada urutan proses 1 sampai dengan urutan proses 16 (tingkat keberhasilan

sebesar 46% dari 35 pengujian), dimana tampilan pada HMI dan keadaan nyata pada

sistem (pada jalur rel) memiliki kesamaan tampilan kondisi. Namun, sistem mulai

mengalami penyimpangan pada urutan proses ke 17 dimana kereta2 menerobos jalur blok

3 yang sedang dipakai oleh kereta1 (seharusnya tidak boleh dimasuki kereta yang lain),

sehingga menimbulkan ketidakcocokan dalam pembacaan proses sistem yang terlihat pada

urutan proses 20 sampai 28. Penyimpangan tersebut disebabkan karena kurangnya

alternatif jalur rel yang dapat dilalui oleh kereta. Penyimpangan yang lain juga terjadi pada

urutan proses 26, dimana proses pendeteksian kereta mengalami penyimpangan

dikarenakan menyatunya kereta1 dan kereta2 selama proses deteksi fotosensor.


55

4.3.2.2.2. Posisi kereta1: antara wesel 2 dan fotosensor 1B; kereta2: antara wesel 2

dan fotosensor 3A












4.3.2.2.3. Posisi kereta1: antara wesel 2 dan fotosensor 2B; kereta2: antara wesel 1

dan fotosensor 3B












4.3.2.2.4. Posisi kereta1: antara wesel 1 dan fotosensor 2A; kereta2: antara wesel 2

dan fotosensor 1B






56









57

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dari hasil pengujian alat yang dijelaskan pada bab empat, dalam penelitian ini dapat

disimpulkan bahwa:

1. Hasil pengujian sistem (perangkat lunak) pada kondisi satu kereta berjalan

dengan baik dengan tingkat keberhasilan 100% dimana tampilan pada HMI dan

keadaan nyata pada sistem (pada jalur rel) memiliki kesamaan tampilan kondisi.

2. Hasil pengujian sistem (perangkaat lunak) pada kondisi dua kereta berjalan

dengan kurang baik dengan tingkat keberhasilan 47,75%, dikarenakan salah satu

menerobos blok jalur yang sedang terisi oleh kereta lain sehingga menyebabkan

tampilan HMI menjadi tidak relevan dengan keadaan real.

3. Kinerja komponen fotosensor sebagai pendeteksi kereta yang lewat pada sistem

berjalan dengan baik, namun tidak dapat mendeteksi 2 kereta yang saling

menempel atau berdekatan.

4. Kinerja aktuator motor servo sebagai wesel rel pada sistem berjalan dengan baik,

meskipun memiliki kesalahan preancangan sebesar 17%.

5.2. Saran

Pada penelitian ini masih memiliki beberapa kekurangan, sehingga untuk penelitian

selanjutnya disarankan untuk:

1. Menambahkan jalur alternatif tambahan pada rangkaian rel sistem sehingga

kereta dapat menggunakan variasi rute jalur yang lain.

2. Menambahkan mekanisme untuk memberhentikan kereta secara nirkabel untuk

memberi waktu wesel untuk merubah arah rute jalur atau menunggu blok yang

akan dilalui jika dalam kondisi terisi.

3. Menambahkan mekanisme lampu persinyalan/lalu lintas kereta pada sistem

sebagai pemberitahuan kondisi jalur kereta pada jarak tertentu.


58

DAFTAR PUSTAKA

[1] Wibowo, FillipusEdi. 2007. Pengendalian Palang Pintu Rel Kereta Api

secara Otomatis untuk Menunjang Sistem Prioritas Lampu Lalu Lintas. Tugas akhir,

Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma,

Yogyakarta.

[2] Budiyanto, M dan A. wijaya. 2003. Pengenalan Dasar-Dasar PLC

(Programmable Logic Controller) Disertai Contoh Aplikasinya, Yogyakarta: Gava Media.

[3] Boltom, William. 2004. Programmable Logic Controller (PLC) Sebuah

Pengantar Edisi Ketiga. Jakarta: Penerbit Erlangga.

[4] Wicaksono, Handy. 2012. SCADA Software dengan Wonderware InTouch

Dasar-Dasar Pemrograman. Yogyakarta: Graha Ilmu.

[5] Fajar, PangestuWibowo. 2014. Power Diode, Tunnel Diode, Dan Photo

Diode. Makalah, Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Jenderal

Soedirman, Purbalingga.

[6] Surya, Benedictus Artha Marhaendra. 2018. Kunci Pintu Pintar Berbasis

RFID dan Biometrik dengan Sistem Pengamanan Kamera. Tugas akhir, Jurusan Teknik

Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Sanata Dharma, Yogyakarta.

[7] ---,2018, Product data sheet TM221C40R Characteristics controller M221

40 IO relay, Schneider Electric.

[8] ---,2017, Modicon M221 Logic Controller Hardware Guide, Schneider

Electric.

[9] ---,2017, SoMachine Basic Operating Guide, Schneider Electric.

[10] ---,2013, LM 555 Single Timer, Fairchild.

[11] ---, 2013, 3mm Infrared LED ,T-1 SIR204C Datasheet, Everlight.

[12] Connor, Piers, 2017, Basic Railway Signalling, http://www.railway-

technical.com/signalling/infopaper-6-basic-railway.pdf, diakses 5 November 2019.

[13] ---,---,2013, Infographics: A Brief About IC 555 Timer And its Applications,

https://www.elprocus.com/brief-about-ic-555-timer/, diakses 10 Desember 2018.

[14] Kho, Dickson, ---, Mengenal IC 555 (IC Timer) dan Konfigurasi kakinya,

https://teknikelektronika.com/pengertian-mengenal-ic-555-ic-timer-konfigurasi-kaki-

ic555/, diakses 10 Desember 2018.


http://www.railway-technical.com/signalling/infopaper-6-basic-railway.pdf

http://www.railway-technical.com/signalling/infopaper-6-basic-railway.pdf

https://www.elprocus.com/brief-about-ic-555-timer/

https://teknikelektronika.com/pengertian-mengenal-ic-555-ic-timer-konfigurasi-kaki-ic555/

https://teknikelektronika.com/pengertian-mengenal-ic-555-ic-timer-konfigurasi-kaki-ic555/

59

[15] Kane, Philip. ---. How To Configure a 555 Timer IC,

https://www.jameco.com/jameco/workshop/techtip/555-timer-tutorial.html, diakses 20

Maret 2019.

[16] Kho, Dickson, ---, Pengertian LED (Light Emitting Diode) dan Cara

Kerjanya, https://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/,

diakses 24 Maret 2019.

[17] ---, ---, ---, Photodiode Working Principle, Characteristics and

Applications, https://www.elprocus.com/photodiode-working-principle-applications/,

diakses 24 Maret 2019.

[18] Kho, Dickson, ---, Pengertian Photodiode (Dioda Foto) dan Prinsip

Kerjanya, https://teknikelektronika.com/pengertian-photodiode-dioda-foto-prinsip-kerja-

photodiode/, diakses 24 Maret 2019.

[19] Angga, Rida, 2015, Pengertian Relay dalam Rangkaian Elektronika,

https://skemaku.com/pengertian-relay-dalam-rangkaian-elektronika/, diakses 8 Mei 2019.

[20] ---, ---, ---, How Relays Work, https://www.galco.com/comp/prod/relay.htm,

diakses 9 Mei 2019.

[21] ---,---,---, http://electriciantraining.tpub.com/14175/css/Rotary-Switches-

136.htm, diakses 9 Mei 2019.

[22] ---,---,---, http://electriciantraining.tpub.com/14175/css/Figure-3-19-Relay-

Construction-151.htm, diakses 9 Mei 2019.

[23] ---, ---, ---, https://www.galco.com/comp/prod/relay.htm, diakses 9 Mei

2019.

[24] ---, ---, 2017, http://belajarelektronika.net/motor-servo-pengertian-fungsi-

dan-prinsip-kerjanya/, diakses 11 Februari 2018.

[25] ---, ---, ---, http://www.railway-technical.com/signalling/, diakses 5

November 2019.

[26] ---, ---, ---, http://www.railway-technical.com/signalling/route-

signalling.html, diakses 5 November 2019.


https://www.jameco.com/jameco/workshop/techtip/555-timer-tutorial.html

https://teknikelektronika.com/pengertian-led-light-emitting-diode-cara-kerja/

https://www.elprocus.com/photodiode-working-principle-applications/

https://teknikelektronika.com/pengertian-photodiode-dioda-foto-prinsip-kerja-photodiode/

https://teknikelektronika.com/pengertian-photodiode-dioda-foto-prinsip-kerja-photodiode/

https://skemaku.com/pengertian-relay-dalam-rangkaian-elektronika/

https://www.galco.com/comp/prod/relay.htm

http://electriciantraining.tpub.com/14175/css/Rotary-Switches-136.htm

http://electriciantraining.tpub.com/14175/css/Rotary-Switches-136.htm

http://electriciantraining.tpub.com/14175/css/Figure-3-19-Relay-Construction-151.htm

http://electriciantraining.tpub.com/14175/css/Figure-3-19-Relay-Construction-151.htm

https://www.galco.com/comp/prod/relay.htm

http://belajarelektronika.net/motor-servo-pengertian-fungsi-dan-prinsip-kerjanya/

http://belajarelektronika.net/motor-servo-pengertian-fungsi-dan-prinsip-kerjanya/

http://www.railway-technical.com/signalling/

http://www.railway-technical.com/signalling/route-signalling.html

http://www.railway-technical.com/signalling/route-signalling.html

L-1

LAMPIRAN

Lampiran 1. Cara penggunaan alat

1. Persiapan alat

a. Hubungkan kabel Ethernet (RJ45) pada port Ethernet PLC dan komputer.

(lihat Gambar L.1.)

Gambar L.1. koneksi Ethernet antara PLC TM221CE40R dengan komputer.

b. Hubungkan kabel adapter atau catu daya alat ke sumber listrik AC, lalu

menyalakan saklar (Gambar L.2.) pada modul PLC.

Gambar L.2. Tombol modul PLC.

c. Buka aplikasi Wonderware InTouch (HMI), SoMachine Basic, dan Modicon

MODBUS Ethernet.

d. Saat membuka aplikasi Modicon MODBUS Ethernet akan muncul beberapa

notifikasi, pada notifikasi 1 (Gambar L.3.) klik OK, pada notifikasi 2

(Gambar L.4.) klik “Ignore”, pada notifikasi 3 (Gambar L.5.) klik OK.

(aplikasi tersebut akan bekerja)


L-2

Gambar L.3. Tampilan notifikasi 1.



e. Pada aplikasi SoMachine Basic, klik file “program PLC r4-2.smbp”, lalu klik

tab “Commissioning”, lalu pilih alamat IP yang tersedia (Gambar L.6.),

kemudian klik tombol “Login”.

Gambar L.6. Tampilan daftar alamat IP.

f. Pada aplikasi Wonderware InTouch, klik ganda file “GUI kereta” dari daftar

(akan muncul jendela seperti Gambar 4.15.), pada jendela tersebut klik

tombol “Ignore” (file HMI akan terbuka pada jendela “InTouch


L-3

WindowMaker”), kemudian klik menu “Runtime” (bagian kanan atas) untuk

menampilkan tampilan HMI.

2. Menjalankan/mematikan proses alat

a. Dengan menekan tombol ON pada modul PLC yang terlihat pada Gambar

L.7. (dari perangkat keras) atau mengklik tombol “MENU KONTROL” (jika

jendela “Menu Kontrol” belum muncul), lalu klik tombol “ON” (dari

program HMI) untuk mengaktifkan sistem.

Gambar L.7. Tombol ON/OFF sistem pada PLC.

b. Meletakan kereta yang sudah menyala pada rel (disarankan peletakan kereta

seperti pada tampilan posisi awal dari data percobaan untuk melihat kinerja

sistem dengan lebih baik).

c. Untuk mematikan kinerja sistem, tekan tombol OFF pada modul PLC yang

terlihat pada Gambar L.7. (dari perangkat keras) atau mengklik tombol

“OFF” pada jendela “Menu Kontrol”.

Lampiran 2. Daftar keterangan pada tampilan Menu Utama HMI.


L-4

Lampiran 3. Daftar program ladder


L-5


L-6


L-7

Lampiran 4. Daftar program Wonderware

1. Application Script

2. Window script

3. Action script dan effect lain

Keterangan : tabel warna jingga = tagname, tabel warna kuning = konfigurasi.


L-8

a. Pada Menu Login

No Objek Gambar Action Script Efek Lain

Tagname/

Konfigurasi (Efek

Lain)

1

Disable

(miscellaneo

us)

$AccessLevel==999

9

Disabled state: OFF

2 (bagian atas)

- String (value

display)

$OperatorEntered

3 (bagian bawah)

- $PasswordEntered

4 (bagian atas)

-

String (user

input)

$OperatorEntered

Keypad?: NO

Echo characters?:

YES

Input Only:

CHECKED

5 (bagian bawah)

-

$PasswordEntered

Keypad?: NO

Echo characters?:

YES

Input Only:

CHECKED

b. Pada Menu Utama


Tagname/

Konfigurasi (Efek

Lain)

1

(bagian lampu)

- Light wizard

Sistem

Fill color (OFF):

RED

Fill color (ON):

GREEN

2

(bagian lingkaran)

-

Discrete (fill

color)

Sensor1A

Colors (ON):

GREEN

Colors (OFF): RED

3

(bagian lingkaran)

-

Sensor1B

Colors (ON):

GREEN

Colors (OFF): RED

4 (bagian lingkaran)

-

Sensor2A

Colors (ON):

GREEN

Colors (OFF): RED


L-9


Tagname/

Konfigurasi (Efek

Lain)

5 (bagian lingkaran)

-

Discrete (fill

color)

Sensor2B

Colors (ON):

GREEN

Colors (OFF): RED

6

(bagian lingkaran)

-

Sensor3A

Colors (ON):

GREEN

Colors (OFF): RED

7

(bagian lingkaran)

-

Sensor3B

Colors (ON):

GREEN

Colors (OFF): RED

8

(bagian kiri)

-

Visibility

(miscellaneo

us)

arah_laju_1b

Visible state: ON

9

(bagian kiri)

-

arah_laju_1a

Visible state: ON

10

(bagian tengah)

-

arah_laju_2b

Visible state: ON

11

(bagian tengah)

-

arah_laju_2a

Visible state: ON

12

(bagian kanan)

-

arah_laju_3a

Visible state: ON

13

(bagian kanan)

-

arah_laju_3b

Visible state: ON

14 ,

(bagian atas),

(bagian garis merah)

-

Wesel1

(garis diagonal)

Visible state: ON

(garis horizontal)

Visible state: OFF

15 ,

(bagian bawah),

(bagian garis merah)

-

Wesel2

(garis diagonal)

Visible state: ON

(garis horizontal)

Visible state: OFF


L-10


Tagname/

Konfigurasi (Efek

Lain)

16

(jalur bagian kiri)

- Discrete (fill

color)

blok1

Colors (ON): RED

Colors (OFF):

GREEN

17

(jalur bagian tengah)

-

Discrete (fill

color)

blok2

Colors (ON): RED

Colors (OFF):

GREEN

18

(jalur bagian kanan)

-

blok3

Colors (ON): RED

Colors (OFF):

GREEN

19

Disable

(miscellaneo

us)

Control

Disabled state: ON

20

Visibility

(miscellaneo

us)

(help AND

help1)==0

Visible state: ON

21

(help OR help1)==1

Visible state: ON

22

-

Help

Visible state: ON

23

-

help1

Visible state: ON

24

help1

Visible state: ON

25

Help

Visible state: ON


L-11

c. Pada Menu Kontrol

No Objek Gambar Action Script Efek Lain Tagname/ Konfigurasi

(Efek Lain)

1

-

Discrete value

(touch pushbuttons)

InstruksiON

Action: DIRECT

2

- InstruksiOFF

Action: DIRECT

3

- Instruksi_sensor1A

Action: TOGGLE

4

- Instruksi_sensor1B

Action: TOGGLE

5


Action: TOGGLE

6

- Instruksi_sensor2B

Action: TOGGLE

7


Action: TOGGLE

8


Action: TOGGLE

9

- Wesel1

Action: TOGGLE

10

- Wesel2

Action: TOGGLE

Lampiran 5. Data hasil pengujian sistem

1. Kondisi satu kereta.

a. Posisi di antara wesel 1 dan fotosensor 1A.

Tabel L.1. Data percobaan 1 posisi kereta di antara wesel 1 dan fotosensor 1A.

Urutan

Proses Tampilan Ladder Tampilan HMI

Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)


L-12

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

1

2

3

4

5

6


L-13

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

7

8

b. Posisi di antara wesel 1 dan fotosensor 2A.


Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)

1

2


L-14

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

3

4

5

6


L-15

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

7

8

9

10

11


L-16

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

11

12

13


L-17

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

14

15

16

c. Posisi di antara wesel 1 dan fotosensor 3B.

Tabel L.3. Data percobaan 1 posisi kereta di antara wesel 1 dan fotosensor 3B.

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)

1


L-18

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

2

3

4

5

6

7


L-19

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

8

d. Posisi di antara wesel 2 dan fotosensor 1B.


Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)

1

2

3


L-20

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

4

5

6

7

8


L-21

e. Posisi di antara wesel 2 dan fotosensor 2B.


Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)

1

2

3

4


L-22

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

4

5

6

7

8

9


L-23

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

10

11

12


L-24

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

13

14

15

16


L-25

f. Posisi di antara wesel 2 dan fotosensor 3A.


Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)

1

2

3

4

5


L-26

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

6

7

8

2. Kondisi dua kereta.

a. Posisi kereta1: antara wesel 1 dan fotosensor 1A; kereta2: antara wesel 1 dan

fotosensor 3B.


blok 3).

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)


L-27

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)

1

2

3


L-28

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

3

4

5


L-29

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

6

7


L-30

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

7

8

9


L-31

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

9

10

11


L-32

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

12

13

14

15


L-33

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

15

16

17

18


L-34

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

18

19


L-35

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

20

21

22


L-36

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

23

24

25


L-37

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

26

27

28


L-38

29

30

31


L-39

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

32

33

34


L-40

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

35

b. Posisi kereta1: antara wesel 2 dan fotosensor 1B; kereta2: antara wesel 2 dan

fotosensor 3A.


blok 3).

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)

1


L-41

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

2

3

4


L-42

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

4

5

6


L-43

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

6

7


L-44

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

8

9

10


L-45

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

11

12

13


L-46

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

14

15

16


L-47

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

17

18


L-48

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

19

20

21


L-49

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

22

23

24

25


L-50

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

26

27

28

29


L-51

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

29

30

31

32


L-52

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

32

33

34

35


L-53

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

35

36

c. Posisi kereta1: antara wesel 1 dan fotosensor 2B; kereta2: antara wesel 1 dan

fotosensor 3B.


blok 3).

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)


L-54

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

1

2

3


L-55

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

4

5


L-56

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

6

7

8


L-57

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

8

9

10


L-58

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

10

11

12


L-59

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

12

13

14

15

16

17


L-60

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

17

18

19

20


L-61

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

21

22


L-62

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

22

23

24

25

26


L-63

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

27

28

29

30

d. Posisi kereta1: antara wesel 1 dan fotosensor 2A; kereta2: antara wesel 1 dan

fotosensor 1B.


blok 1).

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)


L-64

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

0

(posisi

awal)

1

2

3


L-65

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

4

5

6


L-66

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

6

7

8


L-67

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

9

10


L-68

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

11

12


L-69

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

12

13

14


L-70

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

14

15

16

17

18

19


L-71

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

20

21

22

23


L-72

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

23

24

25


L-73

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

25

26

27

28


L-74

Urutan


Tampilan

Perangkat Keras

29

30

31

32

33

34


PROTOTIPE SISTEM PENGATUR JALUR KERETA API

Documents

Transcript of PROTOTIPE SISTEM PENGATUR JALUR KERETA API