Model Sistem Kontrol Pemilahan Produk Berbentuk Kotak

JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
Model Sistem Kontrol Pemilahan Produk Berbentuk Kotak
Emir Nasrullah*, Agus Trisanto, dan Kurnia Ramdhani
JurusanTeknik Elektro, Universitas Lampung, Bandar Lampung 35145, Indonesia
*
E-mail: [email protected]
Abstrak
Peningkatan persaingan dalam pemasaran produk-produk hasil industri dalam merebut perhatian konsumen
menyebabkan setiap industri selalu berupaya untuk efektif dan efisien dalam menjalankan produksinya. Salah satu cara
adalah dengan melakukan otomasi produksi karena kelebihan otomasi antara lain adalah menghemat tenaga manusia.
Sebagai contoh, membawa atau memindahkan produk menggunakan konveyor yang dijalankan secara otomatis. Sesuai
dengan namanya konveyor digunakan untuk memindahkan atau membawa produk atau benda ke tempat lain secara
berurutan. Untuk kerja pemilahan dan pengisian produk, kalangan industri menggunakan konveyor produk,
penginderaan dan proses penghitungan untuk mempermudah pengisian produk. Proses penghitungan dan pengisian
produk ini bisa memanfaatkan fungsi pencacah dan pewaktu yang dimiliki oleh programmable logic controller (PLC).
PLC merupakan piranti yang dirancang untuk menggantikan kerja rangkaian sederetan rele yang lazim dijumpai pada
sistem kontrol proses konvensional. PLC harus diprogram terlebih dahulu sebelum dapat dioperasikan. Program PLC
dapat dibuat dengan menggunakan diagram tangga. Dalam penelitian ini komponen utama sebagai perintah masukan
PLC dan sebagai pemicu program adalah tombol tekan ON/OFF dan light dependent resistor (LDR), sedangkan
keluaran yang digunakan sebagai perintah lanjutan bagi masukan PLC adalah rele sebagai pemicu kerja motor searah.
Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan sebuah model sistem pengontrolan konveyor pemilahan dan pengisian
produk berbentuk kotak. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sistem ini mampu menyeleksi produk berdasarkan
panjang produk. Hanya produk yang berukuran panjang 6 cm yang akan mengisi sebuah boks, dari 3 jenis panjang
produk yang digunakan yaitu 4, 6, dan 8 cm.
Abstract
Control System Model for ‘Box Shaped’ Products Sorting. Increased competition in the marketing of industrial
products, in order to grab the consumer attention, lead every industry to attempt to run its production effectively and
efficiently. One of the way out is to perform automated production. One of automated production’s benefit is manpower
saving. For example, carrying or moving the products through conveyor belts that run automatically. As implied,
conveyor is used to move or carrying the product or object from one place to another one, in sequence. In sorting and
filling works, industrial practitioner might use conveyor, sensing, and computation process, in order to make products
filling easier. Counting process and product filling may utilize counter and timer function held by Programmable Logic
Controller (PLC). PLC is a device which designed to replace a series of circuit relay works, which commonly found in
conventional process control systems. PLC must be programmed before it can be operated. PLC programs can be
created by using a ladder diagram. In this research, the major component of PLC input command and program trigger is
a ON / OFF push button and Light Dependent Resistor (LDR), while the output used as PLC advanced command is
relay, as one direction motor trigger. This study aims to produce a control system model for sorting conveyor and ‘box
shaped’ product filling. The results showed this system is able to select products based on product length. Only products
with 6 cm length filled a box, out of 3 types of products length is used (4, 6, and 8 cm).
Keywords: programmable logic controller, ladder diagram, conveyor, LDR, relay
dan efisien dalam menjalankan proses produksinya.
Salah satu cara adalah dengan melakukan otomasi
produksi. Otomasi mengubah pergerakan atau
pelayanan dengan tangan menjadi pelayanan otomatik
1. Pendahuluan
Pesatnya persaingan di dunia industri saat ini
berdampak setiap industri selalu berupaya untuk efektif
49
50
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
dan pergerakan tersebut berturut-turut dilaksanakan oleh
mesin (tanpa perantaraan tenaga manusia). Jadi otomasi
menghemat tenaga manusia. Sebagai contoh, membawa
atau memindahkan produk di atas konveyor yang
dijalankan secara otomatis. Sesuai dengan namanya,
konveyor digunakan untuk memindahkan atau
membawa produk atau benda ke tempat lain secara
berurutan (konvoi). Bidang industri biasa menggunakan
proses penghitungan dan konveyor produk untuk
mempermudah pengisian produk. Proses penghitungan
dan pengisian produk ini bisa memanfaatkan fungsi
pencacah (counter) dan pewaktu (timer) yang dimiliki
oleh Programmable Logic Controller (PLC). PLC
merupakan piranti yang dirancang untuk menggantikan
rangkaian sederetan rele yang dijumpai pada sistem
kontrol proses konvensional [1]. Pengguna membuat
program (dengan menggunakan diagram tangga) yang
kemudian dijalankan oleh PLC. Pada penelitian ini juga
digunakan sensor cahaya yang berfungsi sebagai
pendeteksi adanya produk atau benda yang bergerak
diatas konveyor. Sensor yang digunakan adalah light
dependent resistor (LDR).
Programmable Logic Controller (PLC). The National
Electrical
Manufacturers Association
(NEMA)
mendefinisikan PLC sebagai piranti elektronika digital
yang menggunakan memori yang bisa diprogram
sebagai penyimpan internal dari sekumpulan instruksi
dengan mengimplementasikan fungsi-fungsi tertentu,
seperti logika, sekuensial, pewaktuan, perhitungan, dan
aritmatika, untuk mengendalikan berbagai jenis mesin
ataupun proses melalui modul I/O digital dan atau
analog [2-4]. Gambar 1 memperlihatkan diagram blok
sebuah PLC.
PLC bekerja dengan cara mengamati masukan (melalui
sensor-sensor terkait), kemudian melakukan proses dan
melakukan tindakan sesuai yang dibutuhkan berupa
menghidupkan atau mematikan keluarannya (logika 0
atau 1, hidup atau mati). Pengguna membuat program
yang kemudian dijalankan oleh PLC tersebut.
terjadi pengubahan mode RUN menjadi STOP atau catu
daya dimatikan. Pewaktuan akan dilanjutkan kembali
jika masukan pemicu ON, selain itu status ON pada bit
pewaktu tahan ini akan disimpan jika waktu yang
dikehendaki sudah selesai. Bit pewaktu tahan ini hanya
bisa beroperasi dengan fungsi tundaan ON saja.
PLC tipe ini juga dilengkapi dengan Pencacah
(Counter) dimana terdapat 16 pencacah yang dapat
digunakan dalam mode naik (increment) maupun turun
(decrement). Nilai saat ini dari pencacah akan disimpan
jika mode operasi PLC diubah atau catu daya dimatikan.
Bit pencacah akan ON jika nilai cacah sudah melampaui
yang ditentukan. Nilai pencacah kembali ke 0 (nol) jika
di-reset.
Jenis-jenis counter antara lain: 1) Counter up: yaitu
counter yang melakukan pencacahan naik (incremental);
2) Counter down: melakukan pencacahan secara
menurun (decremental); 3) Counter set: counter yang
setelah aktif maka akan memerintahkan set operasi; 4)
Counter reset: counter yang melakukan operasi reset.
Sensor Cahaya. Komponen utama dari rangkaian
sensor cahaya ini adalah light dependent resistor (LDR),
salah satu jenis resistor yang nilai hambatannya
dipengaruhi oleh cahaya yang diterimanya [7]. LDR
memiliki karakteristik dimana bila ada cahaya yang
jatuh padanya maka nilai tahanannya akan berkurang
dan akan naik tahanannya apabila intensitas cahayanya
berkurang.
LDR akan mempunyai hambatan yang sangat besar saat
tak ada cahaya yang mengenainya (gelap). Dalam
kondisi gelap hambatan LDR, mampu mencapai 1
Mohm, akan tetapi bila terkena sinar, hambatan LDR
akan turun secara drastis hingga nilai beberapa puluh
Ohm saja.
PLC yang digunakan dalam penelitian ini adalah PLC
OMRON tipe ZEN-10C1AR-A-V1 yang memiliki 10
I/O (6 inputs dan 4 outputs) dengan sumber tegangan
220 VAC dan sumber tegangan output 12 VDC. Bahasa
pemrograman yang digunakan adalah diagram tangga
[5‐6].
Gambar 1. Input-Output PLC.
Pada PLC OMRON tipe ZEN-10C1AR-A-V1 terdapat
dua macam pewaktu, yaitu Pewaktu (Timer) dan
pewaktu tahan (holding timer) dengan perbedaan
sebagai berikut: a)Pewaktu: Nilai pewaktu saat ini akan
di-reset saat pewaktu diubah dari mode RUN ke mode
STOP atau catu daya PLC dimatikan. Terdapat empat
macam operasional pewaktu jenis ini, yaitu tundaan ON,
tundaan OFF, pulsa tunggal dan pulsa kedip; b) Pewaktu
tahan: Nilai pewaktu saat ini akan disimpan walaupun
Gambar 2. LDR
51
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
Prinsip kerja rangkaian LDR ini adalah LDR akan
ditembak cahaya terus menerus dari laser pointer.
Apabila ada benda yang memotong berkas cahaya
tersebut maka nilai tahanan LDR akan naik dan
rangkaian bekerja untuk mengaktifkan rele untuk
menjadi input PLC.
Konveyor. Produk-produk hasil industri atau bahan
industri kadangkala merupakan bahan yang berat
maupun berbahaya bagi manusia. Untuk itu dibutuhkan
sarana transportasi untuk mengangkut produk-produk
tersebut mengingat keterbatasan kemampuan tenaga
manusia apakah itu menyangkut kapasitas produk yang
akan diangkut maupun keselamatan kerja karyawan.
Salah satu jenis sarana pengangkut yang sering
digunakan adalah konveyor yang berfungsi untuk
mengangkut produk-produk industri yang umumnya
berbentuk padat [8].
Motor DC. Adalah mesin yang berfungsi mengubah
tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak atau
tenaga mekanik [9]. Motor DC digunakan pada aplikasi
tertentu dimana dibutuhkan penyalaan torsi yang tinggi
atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan
yang luas. Torsi adalah putaran dari suatu gaya terhadap
suatu poros. Sebuah motor listrik disebut sebagai motor
DC jika membutuhkan suplai tegangan searah pada
kumparan jangkar dan kumparan medannya untuk
diubah menjadi energi mekanik. Pada motor DC,
kumparan medan yang dialiri arus listrik akan
menghasilkan medan magnet yang melingkupi
kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi energi
listrik yang diubah menjadi energi mekanik berlangsung
melalui media medan magnet.
Rele. Rele (relay) merupakan saklar elektronik yang
dapat membuka atau menutup rangkaian dengan
menggunakan kontrol dari rangkaian elektronik lain.
Rele dapat bekerja karena adanya medan magnet yang
digunakan untuk menggerakkan saklar. Saat kumparan
diberi tegangan sebesar tegangan kerja rele maka akan
timbul medan magnet pada kumparan karena adanya
arus yang mengalir pada lilitan kawat. Kumparan ini
kemudian akan menarik saklar dari kontak NC ke
kontak NO. Jika tegangan pada kumparan dimatikan
Isyarat
m asukan
+
PLC
maka medan magnet pada kumparan akan hilang
sehingga pegas akan menarik saklar kembali ke kontak
NC [6].
2. Metode Penelitian
Perancangan Blok Diagram. Dari blok diagram sistem
kontrol konveyor pada Gambar-3 dapat dijelaskan
bahwa isyarat masukan yang diberikan akan dikontrol
oleh kontroler, dalam hal ini PLC OMRON ZEN10C1AR-A-V1. Selanjutnya kontroler akan memberi
instruksi kepada motor mana yang akan menjalankan
konveyor atau mendorong produk dengan menghasilkan
isyarat keluaran sesuai yang diinginkan. Gambar 3
memperlihatkan adanya umpan balik (feedback) dari
output proses (isyarat keluaran), dalam hal ini isyarat
luaran memberi efek terhadap isyarat masukan.
Perancangan Sistem. Blok diagram perancangan sistem
yang digunakan sebagai dasar penelitian ini dapat
dilihat pada Gambar 4.
Sistem pengontrolan konveyor ini dirancang untuk
dikontrol oleh PLC dengan operasi sebagai berikut:
Ketika tombol start diaktifkan, konveyor box berjalan
dan akan berhenti setelah sensor box mendeteksi box,
kemudian terjadi proses pengisian produk yang sesuai
ke dalam box dimana konveyor produk berjalan dan
konveyor box berhenti. Sensor produk-1 bekerja untuk
mendeteksi produk yang sesuai dan produk yang tidak
sesuai. Apabila sensor produk-1 mendeteksi produk
yang sesuai maka motor pendorong produk tidak
bekerja, sedangkan bila mendeteksi produk yang tidak
sesuai maka motor pendorong bekerja dan akan
mendorong produk tersebut ke tempat pembuangan.
Setelah sensor produk-2 dilintasi produk sejumlah 3
produk, konveyor produk berhenti dan konveyor box
berjalan. Konveyor box berhenti ketika sensor box
mendeteksi kehadiran box berikutnya, dan konveyor
produk kembali berjalan untuk mengisi box baru yang
masih kosong. Proses ini terus berlangsung dan akan
berhenti jika tombol stop diaktifkan. Hubungan antar
konveyor pemilahan dan pengisian produk ditunjukkan
pada Gambar 5.
M otor
-
S ensor
Gambar 3. Blok Diagram Sistem Pengontrolan Konveyor
K onveyor
Isyarat
luaran
52
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
Sensor-1
Produk
Motor Konveyor
Produk
Sensor-2
Produk
Motor
Pendorong
Produk
PLC
PB1
Konveyor
Produk
PB2
Motor konveyor
Box
Konveyor
Box
Sensor
Box
Gambar 4.
Blok Diagram Perancangan Sistem Pengontrolan Konveyor
Sensor-1
sensor
Produk
Box
Sensor-2 Pendorong
Gambar 5. Hubungan antar Konveyor Pemilahan dan Pengisian Produk
Perancangan perangkat keras sensor. Dalam
penelitian ini, pasangan sensor berupa transmitter yang
selalu mentransmisi berkas cahaya ke receivernya
mengakibatkan terjadinya hubungan antara keduanya.
Laser pointer sebagai transmitter memiliki panjang
gelombang 630-680 nm. Pasangan sensor bekerja
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
dengan mendeteksi adanya perpotongan pada jalur laser
pointer yang dibangkitkan transmitter dan diterima oleh
receiver (LDR). Setiap perpotongan akan memberikan
perubahan kondisi logika dari 0 ke 1 selama selang
waktu tertentu. Perubahan kondisi logika ini yang
digunakan sebagai acuan perhitungan (Gambar 6).
Gambar 7 menunjukkan rangkaian H-Bridge yang
berfungsi sebagai DC motor driver. Apabila R1 (relay)
sebelah kiri aktif dan R1 sebelah kanan aktif maka
motor DC akan berputar ke arah kanan (searah jarum
jam), sedangkan bila R2 (relay) sebelah kiri aktif dan
R2 sebelah kanan aktif maka motor DC akan berputar
ke arah kiri (berlawanan arah jarum jam). Skematik HBridge dapat dilihat pada Gambar 8.
H-Bridge. H-Bridge adalah rangkaian untuk
mengendalikan motor DC agar dapat berputar searah
ataupun berlawanan arah jarum jam. Prinsip kerja HBridge dengan mengatur aliran arus pada motor DC.
12VDC
Dalam penelitian ini, relay yang digunakan untuk DC
motor driver adalah tipe yang memiliki 2 com dan 2
NC/NO.
12VDC
12VDC
330
10K
VIN
+
12VDC
VOUT
VREF
1K
Gambar 6. Perancangan Skematik Sensor
12 VDC
Output Q3 PLC
R1
Output Q4 PLC
R2
R2
R1
+
53
M
Output Q4 PLC
-
R2
Gambar 7. H-Bridge
R1
Output Q3 PLC
54
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
12 V D C
Q3 PLC
Com
NC
NO
R1
C o il
NC
Com
NO
-
+
M
12 V D C
Q4 PLC
R2
Com
NC
NO
C o il
NC
Com
NO
Gambar 8. Skematik H-Bridge
Jenis
Produk-1
8 cm
Box
Jenis
Produk-2
6 cm
4 cm
6 cm
Jenis
Produk-3
8 cm
6 cm
101 cm
30 cm
8 cm
9 cm
101 cm
15 cm
70 cm
8 cm
6 cm
Gambar Konveyor-1
Box
8 cm
9 cm
Gambar 9. Rancangan Model Pengontrolan Konveyor
65 cm
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
Perancangan
Model
Konveyor.
Gambar
9
memperlihatkan rancangan model pengontrolan
konveyor. Perancangan model pengontrolan konveyor
sebagai berikut: Belt conveyor: -Panjang: 101 cm,
Lebar: 9 cm; Roll conveyor: Diameter 5,2 cm; Box:
panjang 8 cm, lebar 8 cm, tinggi 20 cm; Produk ada 3
jenis panjang: panjang 4 cm, 6 cm, 8 cm, lebar 6 cm,
tinggi 6 cm; Pada penelitian ini digunakan motor DC 12
V, 52 rpm, sehingga dapat dihitung kecepatan konveyor
dengan rumus sebagai berikut:
V =
π ×D
8 cm
= 0,56 detik
14,19 cm/detik
Sedangkan perhitungan jarak antara sensor produk-2
dengan motor pendorong sebagai berikut:
15 cm
= 1,05 detik
14,19 cm/detik
Hasil dari perhitungan diatas, nantinya akan disetting
dalam fungsi timer pada program diagram tangga.
(1)
t
Spesifikasi Alat. Spesifikasi alat yang dirancang
sebagai berikut: 1) Menggunakan sumber tegangan 12
VDC untuk mengaktifkan sensor dan motor DC; 2)
Menggunakan PLC OMRON tipe ZEN-10C1AR-A-V1
dengan 10 I/O dan sumber tegangan 220 VAC, sebagai
kontroler yang bertugas mengamati masukan dari sensor
dan memberi instruksi kepada motor untuk berhenti atau
berjalan; 3) Menggunakan rele 12 V,
untuk
menyambung arus 220 VAC sebagai input PLC dari
keluaran sensor; 4) Pushbutton untuk meng-on/off-kan
proses pemilahan dan pengisian produk ke box; 5)
Sensor cahaya sebagai pendeteksi adanya objek dan
sebagai input PLC; 6) Motor DC 12 V, 52 rpm sebagai
penggerak konveyor sehingga dapat menjalankan dan
memberhentikan konveyor; 7) Menggunakan fungsi
timer PLC, sehingga hanya produk dengan ukuran
panjang 6 cm yang dapat mengisi box. Pada saat sensor1 mendeteksi produk dari 0–6 cm sehingga didapat nilai
waktunya, nilai waktu itulah yang nantinya akan diset
kedalam fungsi waktu yang ada dalam PLC; 8)
Menggunakan fungsi counter PLC, sehingga alat ini
dapat mencacah sebanyak 3 produk yang akan mengisi
box. Counter akan aktif pada saat sensor-2 mendeteksi
setiap produk (Gambar 10).
dengan:
V = kecepatan motor konveyor (cm/detik)
atau
kecepatan konveyor.
π = 3,14
D = diameter roll konveyor (cm);t = waktu satu putaran
motor (detik).
π × D 3,14 × 5,2
V =
=
= 14,19 cm/detik
t
1,15
Perhitungan lamanya produk 4 cm dideteksi oleh sensor
produk-2 sebagai berikut:
4 cm
= 0,28 detik
14,19 cm/detik
Perhitungan lamanya produk 6 cm dideteksi oleh sensor
produk-2 sebagai berikut:
6 cm
= 0,42 detik
14,19 cm/detik
Perhitungan lamanya produk 8 cm dideteksi oleh sensor
produk-2 sebagai berikut:
12VDC
330
12VDC
12VDC
10K
VIN
12VDC
+
55
220VAC
Relay
VOUT
NC
VREF
1K
coil
com
Input PLC
NO
Gambar 10. Rangkaian Sensor dan Rele
56
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
3. Hasil dan Pembahasan
Penelitian ini merancang sebuah model konveyor
pengisian produk berbasis PLC. Alat ini mampu
menyeleksi produk hanya berdasarkan panjang produk.
Hanya produk yang berukuran panjang 6 cm yang
kemudian akan mengisi sebuah box sebanyak 3 buah
produk, dari 3 jenis panjang produk yang digunakan
yaitu 4 cm, 6 cm, dan 8 cm. Pengujian perangkat keras
bertujuan untuk mengetahui apakah sistem yang
dirancang dapat berjalan dengan baik atau tidak.
Pengujian
sensor.
Sebagai
sumber
cahaya
(transmitter) adalah laser pointer sedangkan sensor
penerima (receiver) menggunakan LDR. Laser pointer
mentransmisi berkas cahaya ke LDR sehingga terjadi
hubungan antar keduanya.
Komparator pada rangkaian sensor berfungsi
membandingkan tegangan, antara tegangan input positif
(VIN) dari LDR dengan input negatif (VREF) hasil dari
pembagi tegangan variabel pada potensiometer [10].
Secara sederhana dapat dijelaskan, ketika nilai tegangan
pada VIN lebih besar dibanding nilai tegangan VREF
maka VOUT idealnya akan memiliki nilai tegangan
sebesar tegangan batas atas (+12 V), dan ketika nilai
tegangan pada VIN lebih kecil dibanding nilai tegangan
VREF maka VOUT idealnya akan memiliki nilai tegangan
sebesar tegangan batas bawah (0 V).
Pada pengujian rangkaian sensor, saat LDR tidak
terkena cahaya dari laser pointer, nilai tahanannya
diperoleh sebesar 41 KΩ mengakibatkan nilai tegangan
VIN lebih besar dari tegangan VREF dan tegangan VOUT
diperoleh sebesar 9,62 V (tegangan batas atas +12 V)
atau mengaktifkan nilai masukan PLC. Sedangkan saat
LDR terkena cahaya dari laser pointer, nilai tahanannya
diperoleh sebesar 1,5 KΩ mengakibatkan nilai tegangan
VIN lebih kecil dari tegangan VREF dan tegangan VOUT
diperoleh sebesar 162 mV (tegangan batas bawah 0 V).
Nilai tegangan VOUT kurang sesuai dengan tegangan
batas atas (+12 V) ataupun tegangan batas bawah (0 V),
hal ini dikarenakan tipe op-amp yang digunakan (IC
LM324) bukan khusus untuk penggunaan sebagai
komparator, namun lebih aplikatif untuk penggunaan
umum (general operational amplifier). Walaupun opamp LM324 ini dapat digunakan sebagai komparator,
tetapi hasil yang diperoleh pada pengujian menjadi
Tabel 1. Hasil Pengujian Rangkaian Sensor
Kondisi
Tidak
Terkena
Cahaya
Terkena
Cahaya
Tahanan
LDR
Tegangan
(VIN)
Tegangan
(VOUT)
41 KΩ
8,33 V
9,62 V
Tegangan
(VREF)
7,54 V
1,5 KΩ
2,1 V
162 mV
kurang maksimal (Tabel 1). Hasil tersebut tidak menjadi
masalah pada rangkaian berikutnya, karena tegangan
VOUT sebesar 9,62 V dapat dipakai untuk mengaktifkan
tegangan coil pada rele sebagai switching pada
rangkaian rele dari tegangan DC menjadi tegangan AC
untuk masukan PLC, karena PLC yang digunakan
bertipe hanya menerima input tegangan AC.
Pengujian H-bridge. Pengujian H-bridge dilakukan
untuk mengetahui apakah motor pendorong produk
dapat berputar bolak balik atau tidak. H-bridge
merupakan
rangkaian
yang
dipakai
untuk
mengendalikan motor DC agar dapat berputar searah
ataupun berlawanan arah jarum jam.
Pengujian dilakukan dengan cara memberi tegangan 12
V pada coil relay 1, sedangkan coil relay 2 tidak diberi
tegangan sehingga menyebabkan kondisi kontak pada
relay 1 berubah dari NC ke NO dan kutub positif motor
dc terhubung dengan tegangan 12 V, sedangkan kutub
negatif motor dc terhubung dengan ground sehingga
motor dc berputar searah jarum jam karena kondisi
close loop di rele 1 pada rangkaian H-bridge dan pada
relay 2 kondisi open loop. Kemudian ketika coil relay 2
diberikan tegangan 12 V dan coil relay 1 tidak diberi
tegangan akan menyebabkan kondisi kontak pada relay
2 berubah dari NC ke NO dan kutub positif motor dc
terhubung dengan ground, sedangkan kutub negatif
motor dc terhubung dengan tegangan 12 V sehingga
motor dc berputar berlawanan arah jarum jam karena
kondisi close loop di relay 2 pada rangkaian H-bridge
dan pada relay 1 kondisi open loop.
Pengujian dan analisa waktu terdeteksinya produk
pada sensor produk-1. Pengujian dilakukan dengan
menghitung waktu tempuh produk selama melewati
sensor produk-1 menggunakan fungsi timer pada PLC.
Tujuan pengujian hitungan waktu tempuh ini digunakan
untuk menyeleksi produk berdasarkan panjang produk
tersebut. Waktu tempuh ini disetting pada program
PLC, sehingga PLC dapat menentukan produk mana
yang akan diseleksi.
Data pengujian yang diperoleh dapat dibandingkan
dengan hasil perhitungan manual dengan menggunakan
Pers. (1). Dari hasil pengujian produk 4 cm didapat
waktu tempuh 0,335 detik, sedangkan dari hasil
perhitungan adalah 0,28 detik. Hasil pengujian waktu
tempuh produk 6 cm sebesar 0,4925 detik, dari
perhitungan diperoleh 0,42 detik. Waktu tempuh produk
8 cm dari hasil pengujian sebesar 0,655 detik,
sedangkan hasil perhitungan adalah 0,56 detik, sehingga
dapat disimpulkan data yang dihasilkan dari perhitungan
menggunakan fungsi timer pada PLC dengan data hasil
perhitungan menggunakan rumus tidak cukup berbeda
(Tabel 2).
57
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
Pada pengujian sistem konveyor pengisian produk,
sensor produk-1 mendeteksi produk panjang 4 cm saat
melewatinya, karena tidak sesuai dengan kriteria yang
diinginkan (hanya mengizinkan lewat produk dengan
panjang 6 cm) maka motor pendorong aktif. Sedangkan
saat produk 6 cm melewati sensor produk-1 dan
terdeteksi, sesuai dengan kriteria yang diinginkan maka
motor pendorong tidak aktif. Saat produk 8 cm
melewati sensor produk-1, terdeteksi, tidak sesuai
kriteria seleksi maka motor pendorong aktif. Hasil
pengujian selengkapnya dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 2.
Jenis
panjang
produk
(cm)
4 cm
4 cm
4 cm
4 cm
6 cm
6 cm
6 cm
6 cm
8 cm
8 cm
8 cm
8 cm
Pengujian model sistem kontrol pemilahan produk
berbentuk kotak. Sistem konveyor bekerja diawali
dengan menekan pushbutton ON (hijau), sehingga
motor konveyor box aktif (ON) dan motor konveyor
produk tidak aktif (OFF). Jika sensor box tidak
mendeteksi adanya box yang melewatinya maka motor
konveyor box aktif dan motor konveyor produk tidak
aktif, sebaliknya jika ada box yang terdeteksi oleh
sensor box maka motor konveyor produk aktif dan
motor konveyor box tidak aktif. Pada saat motor
konveyor produk aktif, jika sensor produk-1 mendeteksi
produk yang bukan berukuran panjang 6 cm maka
produk dianggap gagal dan dibuang sementara motor
Hasil Pengujian Waktu Tempuh Produk
Menggunakan Fungsi Timer pada PLC
Waktu
tempuh
(detik)
Rerata
Waktu
tempuh
(detik)
0,34
0,33
0,34
0,33
0,335
detik
0,49
0,50
0,49
0,49
0,4925
detik
0,66
0,66
0,65
0,65
START
Waktu tempuh dg
perhitungan rumus
(detik)
T idak
P B 1 ditekan ?
Ya
0,28 detik
M otor K onveyor B ox
O N , M otor K onveyor
P roduk O F F
0,42 detik
T idak
S ensor B ox O N ?
0,655
detik
0,56 detik
Ya
M otor ko nveyor P roduk
O N , M otor konveyor
B ox O F F
Tabel 3. Hasil Uji Seleksi Produk Secara Acak
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
Jenis
produk
(cm)
4 cm
6 cm
8 cm
6 cm
8 cm
6 cm
6 cm
4 cm
6 cm
8 cm
6 cm
4 cm
4 cm
8 cm
8 cm
6 cm
6 cm
6 cm
Perlakuan
motor
pendorong
Aktif
Tidak aktif
Aktif
Tidak aktif
Aktif
Tidak aktif
Tidak aktif
Aktif
Tidak aktif
Aktif
Tidak aktif
Aktif
Aktif
Aktif
Aktif
Tidak aktif
Tidak aktif
Tidak aktif
T idak
Penyeleksian
P roduk = 6 cm ?
Dibuang
Tidak dibuang
Dibuang
Tidak dibuang
Dibuang
Tidak dibuang
Tidak dibuang
Dibuang
Tidak dibuang
Dibuang
Tidak dibuang
Dibuang
Dibuang
Dibuang
Dibuang
Tidak dibuang
Tidak dibuang
Tidak dibuang
P roduk dibuang
Ya
T idak
S ensor P roduk -2
O N 3x?
Ya
T idak
P B 2 ditekan ?
Ya
END
Gambar 11. Bagan Alir Sistem Kontrol Penyortiran
Produk Berbentuk Kotak
58
JURNAL ILMIAH ELITE ELEKTRO, VOL. 3, NO. 1, MARET 2012: 49-58
konveyor produk tetap aktif. Jika sensor produk-1
mendeteksi produk yang berukuran panjang 6 cm maka
produk tersebut benar dan tidak dibuang. Untuk sensor
produk-2, jika tidak mendeteksi produk sebanyak 3x
maka motor konveyor produk aktif dan motor konveyor
box tidak aktif. Jika sensor produk-2 sudah mendeteksi
produk sebanyak 3x maka motor konveyor produk tidak
aktif dan motor konveyor box aktif. Proses tersebut akan
berulang dan akan berhenti jika pushbutton OFF
(merah) ditekan. Bagan alir sistem kontrol penyortiran
produk berbentuk kotak dapat dilihat pada Gambar 11.
4. Simpulan
Berdasarkan uraian diatas dapat disimpulkan Model
sistem kontrol pemilahan dan pengisian produk otomatis
dapat dibuat dengan menggunakan PLC OMRON tipe
ZEN-10C1AR-A-V1 sebagai kontrolernya. Output dari
program ON, OFF, fungsi counter dan fungsi timer PLC
dapat berfungsi dengan baik. Kombinasi kerja laser
pointer dan sensor LDR dapat dipakai untuk mendeteksi
produk. Model sistem ini mampu menyeleksi produk
berdasarkan panjangnya. Tiga buah produk berukuran
panjang 6 cm yang akan mengisi sebuah box, dari 3
macam panjang produk yang digunakan yaitu panjang 4
cm, 6 cm, dan 8 cm.
Daftar Acuan
[1] Y. Adriadi, Skripsi Sarjana, Universitas Lampung,
Bandar Lampung, 2008.
[2] W. Bolton, Programmable Logic Controller, Edisi
Ketiga, Penerbit Erlangga, Jakarta, 2004, p.256.
[3] A. Hanif, Skripsi Sarjana, Jurusan Teknik Mesin,
Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang,
Semarang, 2006.
[4] S. Wirawan, Bahan Ajar, Sistem Pengontrolan
PLC, Universitas Negeri Semarang, Semarang,
2008, p.45.
[5] A.E. Putra, PLC: Konsep, Pemrograman, dan
Aplikasi (Omron CPM1A/CPM2 dan ZEN
Programmable Relay, Penerbit Gava Media,
Yogyakarta, 2004, p.249.
[6] Team Omron, ZEN Programmable Relay
Operation Manual, OMRON Corporation, Japan,
2003, p.144. Cat. No. Z183-E1-01A.
[7] R. Meirisa et al., Interface Simulasi Penghitung
Jumlah Kendaraan Parkir dengan Sensor LDR,
Politeknik Negeri Malang, Malang, 2008.
[8] S.F. Siregar, Alat Transportasi Benda Padat,
Universitas
Sumatera
Utara,
Medan.
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/13
58/1/tkimia-syahrul3.pdf, 2004.
[9] A.P. Malvino, H. Gunawan, Prinsip-prinsip
Elektronik, Penerbit Erlangga, Jakarta, 1995,
p.669.
[10] National
Semiconductor,
LM124/LM224/LM324/LM2902 Low Power Quad
Operational
Amplifiers.
http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/nationa
lsemiconductor/DS009299.PDF, 1994.