RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN …
Transcript of RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN …
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN
BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS
PEMROGRAMAN LADDER ZELIO
ANDRI FERDIANSYAH
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
2016
i
TUGAS AKHIR
RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN
BANGUNAN OTOMATIS BERBASIS
PEMROGRAMAN LADDER ZELIO
ANDRI FERDIANSYAH
NIM. 1004405112
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
2016
ii
RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN OTOMATIS
BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO
Tugas Akhir Ini Diajukan Sebagai Persyaratan
Memperoleh Gelar Sarjana S1 (Strata1) Pada
Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana
ANDRI FEDIANSYAH
NIM 1004405112
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO DAN KOMPUTER
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS UDAYANA
BUKIT JIMBARAN
APRIL 2016
iii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS
Tugas Akhir / Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,
dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk
telah saya nyatakan dengan benar.
Nama : Andri Ferdiansyah
NIM : 1004405112
Tanda Tangan :
Tanggal : April 2016
iv
LEMBAR PENGESAHAN
Tugas Akhir ini diajukan oleh:
Nama : Andri Ferdiansyah
NIM : 1004405112
Jurusan : Teknik Elektro dan Komputer
Judul Tugas Akhir : RANCANG BANGUN SISTEM KELISTRIKAN BANGUNAN
OTOMATIS BERBASIS PEMROGRAMAN LADDER ZELIO
Telah berhasil dipertahankan di hadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian
persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan
Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana
DEWAN PENGUJI
Pembimbing I : Dr.Ir. Ida Bagus Alit Swamardika, MErg.
NIP : 196612181994031001 …………….
Pembimbing II : I Gusti Agung Putu Raka Agung, ST.,MT
NIP : 196707011996031001 …………….
Penguji : Yoga Divayana, Ph.D
NIP : 198210072010121001 …………….
Penguji : Pratolo Rahardjo ST., MT.
NIP : 197207142000031003 …………….
Penguji : Ir. Cok Gede Indra Partha, M.Erg.,MT.
NIP : 196505251992031004 …………….
Ditetapkan di : Jurusan Teknik Elektro dan Komputer, Fakultas Teknik, Universitas Udayana,
Denpasar-Bali
Tanggal :
MENGETAHUI
Ketua Jurusan Teknik Elektro dan Komputer
WAYAN GEDE ARIASTINA
NIP. 19690413 199412 1 001
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena
atas berkat rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul
“Rancang Bangun Sistem Kelistrikan Otomatis Bangunan Berbasis
Pemrograman Ladder Zelio”. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi
sebagian persyaratan dalam rangka menyelesaikan pendidikan sarjana strata satu
(S1) pada Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas
Udayana.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan petunjuk,
bantuan, dan bimbingan dari berbagai pihak. Sehubungan dengan hal tersebut
pada kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Ir. Ngakan Putu Gede Suardana, MT.,Ph.D selaku Dekan
Fakultas Teknik Universitas Udayana.
2. Bapak Wayan Gede Ariastina, ST., M.Eng.Sc., Ph.D selaku Ketua Jurusan
Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.
3. Bapak Dr.Ir. Ida Bagus Alit Swamardika, M.Erg, selaku Dosen
Pembimbing I dan sekaligus sebagai Pembimbing Akademik yang telah
memberikan bimbingan, perhatian serta dorongan sampai terlaksananya
Tugas Akhir ini dan selama menempuh kuliah di Jurusan Teknik Elektro
dan Komputer Fakultas Teknik Universitas Udayana.
4. Bapak I Gusti Agung Pt Raka Agung, ST., MT. sebagai Dosen
Pembimbing II dan sekaligus sebagai dosen Konsentrasi Elektronika
Kendali dan Robotika yang telah memberikan bimbingan dan perhatian
kepada penulis selama pengerjaan Tugas Akhir ini dan selama menempuh
kuliah di Jurusan Teknik Elektro dan Komputer Fakultas Teknik
Universitas Udayana.
5. Bapak Pratolo Rahardjo, ST., MT., dan Bapak Yoga Divayana,Ph.D
sebagai dosen pada Konsentrasi Elektronika Kendali dan Robotika pada
khususnya serta dosen – dosen di lingkungan Fakultas Teknik Jurusan
vi
Teknik Elektro dan Komputer Universitas Udayana yang telah memberi
pengajaran terbaik kepada penulis.
6. Bapak, Ibu, Kakak dan seluruh keluarga besar penulis, yang selalu
memberikan dukungan moril, motivasi, dan materil selama menempuh
pendidikan di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Udayana.
7. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu-persatu atas bantuan
dan saran yang telah diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat
terselesaikan.
Penulis menyadari sepenuhnya bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari
sempurna. Oleh karena itu, segala bentuk ide pengembangan, kritik, dan saran
yang bersifat membangun dari pihak dosen penguji dan berbagai pihak lainnya
sangat penulis harapkan, demi kesempurnaan Tugas Akhir ini. Akhir kata, semoga
Tugas Akhir ini dapat bermanfaat dalam pengembangan ilmu sains dan teknologi,
serta menambah pengetahuan luas semua pihak.
Denpasar, April 2016
Penulis
vii
ABSTRAK
Mobilitas yang tinggi terkadang tidak memungkinkan bagi setiap pemilik
rumah atau bangunan untuk menghidup-matikan perangkat elektronik khususnya
pencahayaan lampu di malam hari. Hal ini dapat diatasi dengan membuat sebuah
sistem kelistrikan yang bisa dikontrol otomatis sesuai waktu yang diinginkan dan
tingkat kecerahan pada suatu ruangan. Penelitian ini bertujuan untuk membuat
suatu sistem kelistrikan otomatis pada bangunan yang mengatur nyala dan
padamnya lampu pada jam – jam tertentu selama seminggu atau pada tingkat
kecerahan tertentu.
Metode dalam pembuatan sistem ini adalah dengan memanfaatkan
masukan tegangan analog modul LDR (Light Dependent Resistor) untuk
mengaktifkan lampu saat modul LDR mendeteksi gelap. sedangkan fungsi real
time clock pada zelio digunakan mengatur nyala lampu pada jam 17:00 – 06:00
selama seminggu. Modul sensor MQ-2 merupakan perangkat tambahan yang
digunakan untuk mendeteksi asap rokok atau LPG dengan keluaran sebuah kipas
penghisap. Kontroler utama yang digunakan adalah PLC Zelio yang digunakan
untuk memproses semua sinyal masukan.
Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa modul LDR dapat digunakan
sebagai masukan untuk menyalakan lampu ketika mendeteksi gelap. Sedangkan
fungsi real time clock zelio dapat mengontrol nyala dan padamnya lampu sesuai
program yang digunakan pada zelio yakni pada jam 17:00 – 06:00 selama
seminggu. Selain itu, penelitian ini juga menunjukkan bahwa kipas dapat berputar
ketika sensor MQ-2 mendeteksi asap rokok atau LPG.
Kesimpulan dari penelitian ini adalah sistem kelistrikan otomatis
menggunakan zelio sebagai kontroler utama berjalan dengan baik.
Kata Kunci : PLC, Zelio, Real Time Clock
viii
ABSTRACT
Sometimes, building’s owner mobility make them disable or forget to
activate the electronic devices especially lamp lighting at night. It can be solved
by build a automatically controllable electricity system that depend the time what
they want and light intensity level at room. The aim of this research is to build an
automatic lighting system at building that can be programmed depend on hours
and days wanted and depend on light intensity level at room.
The methods of this research is using LDR (Light Dependent Resistor)
analog input voltage to activate the lamp when detect dark condition. While, real
time clock function to activate the lamp depend on zelio’s program setting (17:00
– 06:00 all of day). as additional, MQ-2 sensor to detect smoke gas or LPG. Zelio
PLC (Programmable Logic Controller) is used to be main controller what
processing all the input signal.
Result from this research shows that LDR (Light Dependent Resistor) able
to activate the lamps when it detects the dark condition. While, Zelio’s real time
clock function able used to be input signal to activate the lamp depend on zelio’s
program setting (17:00 – 06:00 all of day). Other, this research also showing the
fan is able to blow when MQ-2 sensor module detects the smoke gas or LPG.
The conclusion is, automatically electricity system using zelio as main
controller is worked properly.
Keywords : PLC, Zelio, Real Time Clock
ix
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ....................................................................................................................... i
LEMBAR PERSYARATAN GELAR ...................................................................... ii
LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS .......................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... iv
KATA PENGANTAR ............................................................................................... v
ABSTRAK ................................................................................................................. vii
DAFTAR ISI .............................................................................................................. ix
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................. xi
DAFTAR TABEL ...................................................................................................... xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang .................................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................................ 2
1.4 Manfaat Penelitian .............................................................................................. 2
1.5 Ruang Lingkup Dan Batasan Masalah ................................................................ 3
1.6 Sistematika Penulisan ......................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Tinjauan Muktahir .............................................................................................. 4
2.2 PLC (Programmable Logic Controller) ............................................................. 5
2.3 Perangkat Keras PLC Zelio (SR2B121BD) ........................................................ 7
2.4 Perangkat Lunak Zeliosoft 2.0 ............................................................................ 8
2.5 Pemrograman Ladder .......................................................................................... 15
2.6 Lampu Fluorescent 220 VAC ............................................................................. 17
2.7 Relay ................................................................................................................... 17
2.8 Power Supply ...................................................................................................... 18
2.9 MCB ( Miniature Circuit Breaker ) .................................................................... 19
2.10 LDR (Light Dependent Resistor ) ...................................................................... 20
x
2.11 Sensor MQ-2 ...................................................................................................... 22
BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian .............................................................................. 24
3.2 Sumber Data Penelitian ...................................................................................... 24
3.3 Perancangan Rangkaian Sistem Kelistrikan ....................................................... 24
3.3.1 Pemilihan Komponen Komponen Yang Digunakan ................................. 24
3.4 Perancangan Software ......................................................................................... 26
3.4.1 Pemrograman Ladder Diagram ................................................................. 26
3.4.2 Pengaturan Real Time Clock ...................................................................... 28
3.4.3 Pengaturan analog input IB (Sensor LDR) ............................................... 28
3.4.2 Pengaturan analog input IC (Sensor MQ-2) ............................................. 29
3.5 Diagram Alur Cara Kerja Sistem ........................................................................ 29
3.6 Pengujian Sistem ................................................................................................. 30
3.6.1 Pengujian Real Time Clock ........................................................................ 30
3.6.2 Pengujian Modul LDR ............................................................................... 32
3.6.2 Pengujian Modul Sensor MQ-2 ................................................................. 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Real Time Clock ................................................................................. 33
4.2 Pengujian Modul LDR ......................................................................................... 37
4.2.1 Pengujian Modul LDR Secara Manual ....................................................... 37
4.2.2 Pengujian Modul LDR Terhadap Waktu .................................................... 40
4.3 Pengujian Modul Sensor MQ-2 ........................................................................... 42
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .......................................................................................................... 46
5.2 Saran .................................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Zelio Tipe SR2B121BD ..................................................................... 7
Gambar 2.2 Logo Perangkat Lunak Zeliosoft 2.0 .................................................. 8
Gambar 2.3 Main Window Perangkat Lunak Zeliosoft 2.0 .................................... 8
Gambar 2.4 Simbol Keluaran Zelio ....................................................................... 10
Gambar 2.5 Koil dan Kontak Internal Relay ......................................................... 10
Gambar 2.6 Koil dan Kontak Timer ....................................................................... 10
Gambar 2.7 Konfigurasi Timer .............................................................................. 11
Gambar 2.8 Koil dan Kontak Counter ................................................................... 11
Gambar 2.9 Konfigurasi Counter ........................................................................... 11
Gambar 2.10 Koil dan Kontak Fast Counter ........................................................... 12
Gambar 2.11 Kontak Counter Comparator ............................................................. 12
Gambar 2.12 Konfigurasi Counter Comparator ...................................................... 12
Gambar 2.13 Kontak Analog Comparator ............................................................... 13
Gambar 2.14 Konfigurasi Analog Comparator ....................................................... 13
Gambar 2.15 Kontak Real Time Clock..................................................................... 13
Gambar 2.16 Pengaturan Input RTC Zeliosoft 2.0 ................................................... 14
Gambar 2.17 Kontak Text Blocks ............................................................................. 14
Gambar 2.18 Konfigurasi Text Blocks ..................................................................... 15
Gambar 2.19 Kontak LCD Backlighting .................................................................. 15
Gambar 2.20 Contoh Rangkaian Listrik .................................................................. 16
Gambar 2.21 Contoh Pemrograman Ladder Zelio ................................................... 16
Gambar 2.22 Simbol Lampu .................................................................................... 17
Gambar 2.23 Simbol Relay ...................................................................................... 17
Gambar 2.24 Relay ................................................................................................... 18
Gambar 2.25 Power Supply ...................................................................................... 18
Gambar 2.26 Simbol MCB....................................................................................... 19
Gambar 2.27 MCB ................................................................................................... 20
Gambar 2.28 Grafik Hubungan Resistansi LDR dengan Intensitas Cahaya ............ 20
xii
Gambar 2.29 Simbol LDR ....................................................................................... 21
Gambar 2.30 Grafik Karakteristik Sensitivitas MQ-2 ............................................. 22
Gambar 2.31 Rangkaian Modul Sensor MQ-2......................................................... 23
Gambar 2.32 Modul Sensor MQ-2 ........................................................................... 23
Gambar 3.1 Rangkaian modul LDR ....................................................................... 25
Gambar 3.2 Rangkaian modul MQ-2 ..................................................................... 25
Gambar 3.3 Rangkaian Sistem Kelistrikan ............................................................ 26
Gambar 3.4 Ladder Diagram ................................................................................. 28
Gambar 3.5 Pengaturan RTC ................................................................................. 28
Gambar 3.6 Konfigurasi analog comparator A1 ................................................... 29
Gambar 3.7 Konfigurasi analog comparator A2 ................................................... 29
Gambar 3.8 Diagram Alur Sistem Kelistrikan Otomatis ....................................... 30
Gambar 4.1 Cara Pengujian Real Time Clock ........................................................ 33
Gambar 4.2 Pengaturan Real Time Clock .............................................................. 33
Gambar 4.3 Simulasi Program Saat Real Time Clock Tidak Aktif (terbuka) ........ 34
Gambar 4.4 Simulasi Program Saat Real Time Clock Aktif (tertutup) .................. 34
Gambar 4.5 Pengujian RTC pukul 06:01 ............................................................... 35
Gambar 4.6 Pengujian RTC pukul 17:01 ............................................................... 35
Gambar 4.7 Pengujian RTC pukul 18:57 ............................................................... 35
Gambar 4.8 Pengujian RTC pukul 19:00 ............................................................... 35
Gambar 4.9 Pengujian RTC pukul 19:09 ............................................................... 35
Gambar 4.10 Pengujian RTC pukul 05:50 ............................................................... 36
Gambar 4.11 Pengujian RTC pukul 06:00 ............................................................... 36
Gambar 4.12 Cara Pengujian Modul LDR Secara Manual ...................................... 37
Gambar 4.13 Simulasi Program Saat LDR Dalam Kondisi Normal (Terang) ......... 38
Gambar 4.14 Simulasi Program Saat Sumber Cahaya ke LDR Dihalangi (Gelap) . 38
Gambar 4.15 Pengujian Modul LDR Saat Kondisi Normal (Terang)...................... 39
Gambar 4.16 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Saat Kondisi Normal.... 39
Gambar 4.17 Pengujian Modul LDR Saat Sumber Cahaya Dihalangi ................... 39
Gambar 4.18 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Saat Sumber Cahaya
Dihalangi ............................................................................................ 39
xiii
Gambar 4.19 Cara Pengujian LDR Terhadap Waktu ............................................... 40
Gambar 4.20 Pemasangan LDR ............................................................................... 41
Gambar 4.21 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 11:48 .................. 41
Gambar 4.22 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 16:50 .................. 41
Gambar 4.23 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 18:51 .................. 41
Gambar 4.24 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 18:59 .................. 41
Gambar 4.25 Nilai Tegangan LDR yang Dibaca Program Pukul 06:02 .................. 42
Gambar 4.26 Cara Pengujian Modul Sensor MQ-2 ................................................. 42
Gambar 4.27 Simulasi Program Saat Modul Sensor MQ-2 tidak Mendeteksi
Asap Rokok atau LPG ........................................................................ 43
Gambar 4.28 Simulasi Program Saat Modul Sensor MQ-2 Mendeteksi Asap
Rokok atau LPG ................................................................................. 43
xiv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 Perbandingan Kontroler .......................................................................... 6
Tabel 2.2 Simbol Saklar Zelio ................................................................................ 9
Tabel 2.3 Perbandingan Simbol Listrik Dan Ladder Zelio ..................................... 16
Tabel 3.1 I/O Zelio .................................................................................................. 27
Tabel 3.2 Pengujian Real Time Clock ..................................................................... 31
Tabel 3.3 Pengujian Modul Sensor LDR ................................................................ 32
Tabel 3.4 Pengujian Modul Sensor MQ-2 .............................................................. 32
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Real Time Clock ............................................................ 35
Tabel 4.2 Hasil Pengujian Modul Sensor LDR Secara Manual .............................. 39
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Modul Sensor LDR Terhadap Waktu ........................... 42
Tabel 4.4 Hasil Pengujian Modul Sensor MQ-2 ..................................................... 44