2007200527SKBab2

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Sejarah Teknologi PLC

PLC pertama kali digunakan sekitar pada

tahun 1960 an

untuk

menggantikan

peralatan konvensional yang begitu banyak, PLC disusun dan dipakai pertama kali oleh

sebuah perusahaan mesin-mesin terkenal sampai sekarang yang bernama General Motor

pada tahun 1968. [4]

Sebagian

besar

sistem kontrol

pada

proses

industri

masih

menggunakan

rangkaian relay, rangkaian relay ini dapat membentuk fungsi-fungsi logika tertentu yang

sesuai yang sesuai dengan yang diinginkan .

2.2 Latar Belakang Pemakaian PLC

Pada proses sekuensial sederhana yang hanya memerlukan sedikit komponen

relay

(kurang

dari

10 buah),

sistem

kontrol relay

tersebut

tidak

banyak

menimbulkan

masalah, tetapi untuk proses yang lebih rumit dan memerlukan banyak sekali komponen

relay

akan

menyebabkan

munculnya

berbagai

masalah,

kerusakan

sebuah

relay

saja

dapat menyebabkan proses berjalan tidak sesuai dengan yang dikehendaki atau proses

akan berhenti.

Kemajuan teknologi yang berkembang pesat dewasa ini, mengakibatkan industri

sebagai produsen atau penghasil barang menggunakan cara-cara otomatisasi untuk

meningkatkan jumlah

hasil produksi

yang banyak secara efektif dan efesien, salah satu

peralatan kontrol otomatis yang saat

ini paling banyak di gunakan di industri-industri

adalah PLC (Programmable Logic Controller).

Dimana

PLC

mudah

diprogram berulang-ulang

dan

dapat

langsung

diaplikasikan,

mudah dalam perawatan dan perbaikannya, lebih bisa diandalkan dalam

lingkungan pabrik, jauh lebih kecil dan efesien daripada rangkaian relay biasa, harga

lebih murah dari pada rangkaian konvensional dan harganya bersaing. PLC dapat

digunakan dalam suatu sistem yang kompleks dan cukup mudah dimengerti

PLC lebih banyak digunakan dan lebih cepat berkembang di dalam industri.

Kelebihannya

yaitu

kemudahan

dalam pemrograman

ulang

dan

tanpa

melakukan

perubahan rangkaian fisiknya, PLC juga mudah digunakan atau user-friendly sehingga

mudah

digunakan

meskipun

bagi

seorang

yang tidak

memiliki

keterampilan

dalam

mengoperasikan komputer.

PLC dapat melakukan manipulasi jaringan rangkaian Logika yaitu dengan

mendesain,

memprogram,

mengontrol

dan

mengoperasikan

dalam suatu

sistem yang

komplek. PLC cukup mudah dimengerti, sehingga banyak sekali dipakai dalam industri

seperti

pabrik-pabrik

manifaktur

yang

membutuhkan

penanganan

atas

sistem mesin-

mesin pabrik yang kompleks.

2.2.1 Kelebihan dan Kekurangan PLC;

Beberapa

kelebihan

yang dimiliki oleh PLC dibanding

dengan

kontrol relay

konvensional,yaitu:

1. Fleksibilitas.

Sebelum ditemukan

PLC,

setiap

mesin

produksi

yang

dikontrol

dengan

alat

elektronik yang berbeda, dibutuhkan pengontrolnya masing-masing sendiri; untuk 15

mesin

mungkin

memerlukan

15 pengontrol berbeda. Tapi sekarang kemungkinan

untuk

hanya

menggunakan

satu

model dari

PLC saja

dapat

menjalankan

seluruh

mesin. Lagi pula, hanya memerlukan pengontrol yang sedikit, karena satu PLC dapat

menjalankan banyak mesin dengan mudah. Setiap mesin

yang dikontrol PLC

harus

memiliki program tersendiri yang jelas.

2. Dapat melakukan perubahan implementasi dan perbaikan kesalahan.

jika terdapat error program yang harus dikoreksi di dalam statement list PLC control,

dapat diubah dengan cepat.

3. Biaya yang murah.

Sekarang

dengan

membeli

sebuah satu

PLC

yang

memiliki

banyak

relay,

timer,

counter,

sequencer

dan

fungsi

lainnya

bisa menganti

seluruh

alat

control

atau

pengendali, dan sekarang PLC dalam bentuk yang kecil dan murah.

4. Pemrograman ulang yang mudah dan cepat.

5. Pengendalian secara visual.

Sebuah operasi circuit PLC dapat dilihat selama operasinya pada layar CRT.

6. PLC bagus sekali dalam pengendalian masukan dan keluaran.

7. Program PLC beroperasi dengan kecepatan yang tinggi.

8. kualitasnya bagus, Handal dan mudah dirawat.

9. Dokumentasi yang mudah, dan menyeluruh atas program-program yang telah dibuat,

hasil pemrogaman PLC dapat dicetak dengan

mudah

hanya dalam

beberapa menit

saja.

10. Keamanan yang terjamin

11. Program

baru

dapat

digabungkan

dengan program

lama

dengan

mudah

dan

tidak

merusak.

12. Teknologinya tergolong masih baru.

13. Tahan terhadap gangguan.

14. Operasi yang dilakukan berdasarkan logika jaringan secara elektrik sehingga dapat

mengurangi resiko perilaku fisik.

15. Operasi yang telah terprogram tidak berubah dan stabil.

16. Operasi yang dapat dilakukan tidak memiliki perubahan banyak karena keterbatasan

program dan fungsi.

17. Semakin kompleks sistemnya maka ukuran kontrolernya akan makin besar.

18. Penggunaannya pada kondisi tertentu cukup terbatas.

19. Masih terikat dengan kemampuan prosessor pada komputer PC.

20. Hanya dapat mengenali lingkungan yang bisa dimengerti oleh sistem PLC.

21. Egronomis

Sebuah sirkuit program PLC dapat diteliti atau dievaluasi di kantor ataupun lab.

Program dapat

dicetak

dalamnya,

ditest,

diobservasi,

dan

dimodifikasi

jika

diperlukan, sehingga dapat menghemat waktu kerja. Pada kenyataannya, sistem PLC

mendapatkan hasil terbaik di pabrik, dan dapat dipakai kapan saja.

22. Inovasi yang luar biasa.

Beberapa kekurangan yang dimiliki oleh PLC

dibanding dengan kontrol relay

konvensional,yaitu:

1. Memiliki jumlah yang besar atas hubungan-hubungan jaringan.

2. PLC bisa rusak pada keadaan lingkungan panas yang tinggi, vibrasi yang tinggi

membuat penggunaannya kurang cocok, karena dapat merusak PLC.

3. Membuat

banyak

orang

kehilangan

pekerjaannya,

karena

PLC

membutuhkan

sedikit orang untuk mengerjakannya.

2.2.2

Pengertian PLC

PLC merupakan suatu alat pengontrol sistem secara logika berbasiskan komputer

PC yang menjalankan intruksi-intruksi logika yang dapat melakukan kontrol terhadap

rangkaian-rangkaian logika dari input, proses, yang kemudian outputnya dapat

melakukan

suatu

tujuan

tertentu pada

aplikasi

yang

bersifat

fisikal

yang

dapat

diatur

oleh suatu program dengan efesien, cepat dan handal.

PLC (programmable logic controller) yaitu kendali logika terprogram

merupakan suatu sistem atau piranti elektronik yang di rancang untuk dapat beroperasi

secara digital dengan menggunakan memori sebagai media penyimpanan instruksi-

instruksi internal untuk menjalankan fungsi-fungsi logika, seperti fungsi pencacah,

fungsi urutan proses(sekuensial), fungsi pewaktu, fungsi arimatika dan fungsi lainnya

dengan cara memprogramnya untuk mengontrol berbagai macam mesin, mengendalikan

sistem lampu dan memproses modul masukan atau keluaran baik digital maupun analog.

Program-program yang

dibuat

kemudian

dimasukkan dalam PLC

melalui

programmer

atau monitor, pembuatan program dapat

menggunakan

komputer sehingga dapat

mempercepat hasil pekerjaan.

PLC dapat beroperasi

pada sistem yang

memiliki output atau

input

yang bisa

menghasilkan

atau off

(Digital).

Inputnya

biasanya berasal

dari

sensor

atau

saklar

atau tombol yang menghasilkan input digital, sedangkan outputnya yang berupa motor,

buzzer dan kipas angin, juga biasanya berdasarkan hasil on ataupun off saja.

2.2.3

Teori Dasar PLC

PLC merupakan sebuah komputer kecil yang di desain sebagai otomatisasi

kontrol, Berbeda dengan komputer pada umumnya yang biasa digunakan, dalam sistem

komputer biasa dikenal dengan komputer pemroses data, dimana komputer hanya

sebagai

pemroses

data

yang

biasa

pakai

untuk

menulis, memrogram,

main

games,

menggambar desain

grafis dalam komputer dan

lain

lain, dimana banyak orang

menyebut komputer biasa sebagai mesin pemroses data, dimana alat masukannya berupa

keyboard dan mouse, dan alat keluarannya Video Display Terminal (monitor) dan

printer, berbeda halnya dengan PLC dimana banyak orang

menyebutnya dengan

komputer

pemroses

kontrol,

tapi

tentunya

dalam PLC

juga

memroses

data,

itu

juga

merupakan fungsi awal untuk pengontrolan pabrik dan proses industri seperti mesin-

mesin, robot dan lain lain. [11]

Dimana dalam skripsi

ini input pengontrolnya berupa switches dan sensors dan

output pengontrolnya berupa motor, lampu, buzzer, dan lain lain.

Untuk aplikasi dipabrik alat PLC skripsi ini bisa digunalan sebagai berikut;

1. Sistem kontrol untuk sebuah mesin bor otomatis.

2. Sistem kontrol untuk sebuah sistem pengemasan kotak.

3. Sistem kontrol untuk pembuka pintu garasi otomatis.

4. Sistem kontrol untuk pembuka pintu pagar otomatis.

5. Sistem kontrol untuk sistem keamanan, mis: pendeteksi asap.

6. Sistem kontrol untuk pengatur lampu rumah.

7. sistem kontrol untuk pengendali parkir otomatis.

8. dll.

2.3 Perbedaan PLC dengan komputer

Dimana bisa dilihat perbedaan antara PLC (Process control computer system)

dengan

sistem komputer proses data (Data processing

computer system) pada diagram

blok di gambar.2.1. sebagai berikut;

Gambar 2.1. Data Processing dan Process Control Computer

2.4

Sistem PLC

Dalam suatu sistem PLC ini yang seperti pada gambar.2.2. terdapat 4 (empat)

komponen bagian utama, keempat komponen itu yaitu;

1. Central Control Unit (CCU) atau Central Prosesing Unit (CPU), merupakan otak

dari PLC.

2. Memori.

3. Programmer atau Monitor.

4. Input atau output modul

Dimana blok diagram rancangan sistem PLC sebagai berikut;

Programmer atau monitor

Modul

masukan

CCU

Modul

keluaran

Gambar 2.2. Diagram keseluruhan sistem PLC

Dari gambar 2.2 diatas cara kerja singkatnya sebagai berikut:

dimana pada masukan dan keluaran di kontrol dan di proses melalui CPU atau CCU,

sinyal masukan ke CCU yang sebelumnya uda di program melalui programmer monitor,

kemudian CCU memberikan suatu sinyal informasi pada keluaran, hasil kerja tersebut

bisa di simpan dalam komputer.

Dimana CCU, programer atau monitor, dan modul I/O, penjelasannya secara

detail sebagai berikut;

CCU (Central Control unit atau pusat unit pengontrolan)

Sesuai dengan namanya unit CCU merupakan alat yang di gunakan sebagai pusat

pemrosesan semua intruksi-intruksi atau perintah-perintah yang di berikan ke PLC.

Piranti keras dan otaknya PLC berupa CCU (Central Control unit), CCU terdiri

dari 4 bagian yaitu;

a. IC AT89S52 merupakan otak dari CCU yang menjadi pusat pengontrolan yang di

fungsikan untuk operasi pengontrolan dan operasi logika.

b. Memori, pada IC AT 89S52 terdapat memori yang merupakan daerah CCU yang di

gunakan untuk melakukan proses penyimpanan dan pengiriman data pada PLC.

Yang dimana memori ROM dan RAM uda menjadi satu dalam IC CCU pada

IC AT 89S52

c. Optocoupler, menerima sinyal masukan dari modul input.

d. Relay, berfungsi sebagai on/off pada modul output.

Blok diagram CCU PLC dapat dilihat pada gambar 2.3 di bawah ini;

CCU

optocoupler

Mcs 52

Relay

Catu daya

Gambar 2.3 Blok Diagram CCU

Catu daya berfungsi untuk memberikan sumber tegangan pada CCU dengan cara

mengubah sumber masukan tegangan bolak-balik menjadi tegangan searah, kebanyakan

PLC beroperasi pada tegangan searah +5 volt, oleh sebab itu catu daya PLC harus

membuat rangkaian untuk mengubah 220 VAC menjadi +5 V DC.

banyak perusahaan PLC membekali PLC dengan baterai cadangan yang membuat sistem

operasi dalam CCU selalu ada sekalipun dalam catu daya yang gagal.

Pada

unit

ini penyusun

utama dari

rangkaian-rangkaian elektronik

yang rumit

dan kompleks, saat suatu perintah diberikan ke unit ini, maka perintah itu akan diterima,

diterjemahkan,

kemudian

dipecahkan

dalam kode-kodenya,

kemudian

kode-kode

teruskan

unit-unit

lain

sebagai

perintah

untuk

melaksanakan

tugas

yang

terimannya.

2.4.1

Carakerja sistem PLC

dimana sistem

kerja PLC

dengan

CCU

eli gambarkan

dalam

gambar

diagram

2.5 sebagai

berikut;

ccu

ROM WITH FIXED

OPERATING

SYSTEM

PROGRAM

CONTROL

ALU

HREGISTER I

UNIT

CONTROL SECTION

ANALISIS

LOGIC SCAN

PERIPHERAL

PROGRAM

INTERFACE

KEYBOARD

INPUT

(PROGRAM

OUTPUT

WITH

VOT

SCAN

USER

SCAN

OTHER

TAPE

BLOCK

WRITES

FOR

BLOCK

CPU OR

PROCESS

COMPUTERS

DISK

ONTROL)

INPUT

OUTPUT

MODULES

Gambar

2.4.

Sistem

kerja

diagram

blok PLC.

Keterangan cara kerjanya sebagai berikut ;

•

Bisa dilihat bagian atas pada gambar 2.4 pada diagram sistem CCU;

dimana

memori ROM dengan sistem operasi

yang tetap (tidak bisa di

ubah-ubah) dan

pasti

berhadapan

atau berhubungan

langsung

dengan bagian kontrol (control section),

program sistem operasi disini menyusun dan mengatur setiap operasi dari PLC.

Apapun permintaan dan perintah dari

logic

scan

program

(user) kepada

PLC

untuk

melakukan sesuatu, program sistem operasi

tetap yang

mengurus semua pekerjaan atau

tugas-tugas dalam PLC.

•

Pada bagian kontrol (control section),

yang

merupakan jantung dari CCU, terdiri dari;

control

unit

dengan

clock,

sebuah arithmetic logic unit (ALU),

dan

beberapa

bagian

dalam (internal) penyimpanan register sementara.

Bagian kontrol

yang menentukan bagian operasi yang

mana yang di

fungsikan, untuk

tugas apa dan untuk berapa lama.

•

Kemudian pada bagian

input scan block

mengscan

input dan kedudukan atau keadaan

status

input

secara

individual

dari

input

module

kedalam memori

ROM,

setelah

menganalisa input, logic scan (user ladder logic program) meng updates tugas atau status

atau

keadaan

baru

pada

ouput

module

melalui output scan blok secara tepat., maka

keadaan output setelah di scan dan di update, keadaan dan statusnya bisa berubah atau

juga bisa tetap

tergantung analisis dari

logic scan

(tergantung program yang diberikan

oleh user dalam ladder diagram).

Status tugas yang diberikan pada output module tergantung sinyal output dari CPU.

Keyboard mengambil aksi berdasarkan operasi yang diberikan

•

Bagian interfacing merupakan pilihan,dimana bisa berkomunikasi dengan PLC lain.

2.4.2 Penyusunan sistem PLC

Dimana susunan sistem PLC bisa dilihat pada gambar 2.5. blok diagram berikut;

Gambar 2.5. Susunan Sistem PLC

2.4.2.1 Mikrokontroler

Semua Mikrokontroler di rancang untuk mengerjakan soal-soal kontrol dan

melakukan operasi logika.

Ilmuan-ilmuan elektronik

Atmel

mengerjakan

hal

itu

semua

kedalam

satu chip

yang bisa digunakan untuk mengendalikan alat–alat elektronik yang bisa dinamakan IC

mikrokontroler, Unit pusat pemrosesan ada pada IC AT89S52 sebagai IC

mikrokontroler, yang dipakai pada skripsi PLC, dimana mikrokontroler ini mempunyai

karakter yang unik dan bisa di program dalam memori internal tetap untuk mengerjakan

satu set instruksi, yang disusun dalam satu program.

Keberadaan suatu chip microprocessor atau

microcontroller

dipengaruhi

unjuk

kerjanya pada kapasitas pemrosesan bit-nya dan juga oleh kecepatan atau clock

frekuensi kerjanya.

Dalam jenis microprocessor atau microcontroller mempunyai beberapa besaran bit yaitu;

4,8,16,32-Bit,

semakin

besar

bitnya

semakin

bagus

dalam performance

maupun

pemrosesannya.

Suatu mikroprosesor dengan kapasitas pemrosesan 8 bit, maka dapat diandaikan

bahwa

mikroprosesor

tersebut

mempunyai

8 jalur

pintu

masukan

sebagai

penerima

menerima bit-bit intruksi, dengan demikian mikroprosesor dengan kapasitas pemrosesan

bit

dan

32 bit

tentunya

mikroprosesor

ini

akan

mempunyai 16

dan

jalur

pintu

cepat, demikian juga mikro prosesor dengan 32 bit akan dapat memproses 16 bit dengan

dengan 2 kali

lebih cepat, begitu seterusnya, tetapi dalam praktek biasanya

tidak dapat

tepat 2 kali atau 4 kali, sebab masih ada faktor-faktor lain yang juga mempengaruhi, di

antaranya adalah frekuensi kerja mikro prosesor tersebut.

Biasanya PLC besar memakai mikro prosesor 32 bit dengan clock speed 33 Mhz sampai

50 Mhz dan beberapa PLC

yang kecil sudah bagus dengan memakai

microprocessor 8

bit dengan clock speed 4 Mhz, tetapi sekarang kebanyakan PLC yang kecil sudah

memakai microprocessor 16 bit dengan clock speed 10 Mhz,

Dan dalam pembuatan skripsi PLC ini memakai mikro kontroler IC

AT 89S52 dgn

besaran 8 bit.

MCS IC AT 89S52 mengatur dan mengawasi semua operasi dalam PLC, dengan

melaksanakan

instruksi-instruksi program yang di simpan dalam memori, kemudian di

jalankan

untuk

membuat output

device

dalam keadaan

OFF atau

dalam keadaan ON.

Dalam IC

89S52

sebuah

jalur

komunikasi

dalam,

atau

sistem bus,

membawa

informasi

atau

dari

prosesor,

memori dan

unit

masukan

atau

keluaran,

dibawah

pengaturan dari CCU.

Mikrokontroler merupakan otak dari PLC

dimana

tugasnya

menganalisa,

memproses dan mengirim data.

2.4.2.2 Memori

Ukuran CCU sangat penting, sesuai dengan internal memori yang diperlukan

untuk

menjalankan

program,

pengendalian untuk pengoperasian kecil hanya

memerlukan

unit

PLC

yang

mempunyai

memori yang terbatas, sedangkan untuk

pengoperasian yang besar tentu saja di butuhkan

PLC

yang

mempunyai

kemampuan

penyimpanan memori yang lebih besar dan juga memiliki fungsi yang lebih besar.

Sistem operasi

dasar

seperti

;

logic,

Edit,

monitor,

communicate

simpan

secara

permanen dalam ROM (Read only Memory/memori hanya baca), disebut memori hanya

baca karena chip ini

di rancang sehingga byte-byte yang tersimpan

tidak bisa di

uba-

ubah dengan cara apapun Cuma bisa di baca tidak bisa di tulis atau di hapus, kegunaan

utama ROM dalam sistem CCU adalah untuk menyediakan suatu program yang di sebut

monitor dan operasi logic, program yang sudah di taruh dalam sebuah ROM akan tetap

bertahan ketika tidak ada lagi catu daya yang diberikan.

Di dalam sebuah ROM terdapat sistem operasi yang tetap dan pasti, program monitor

atau

pembangkit

karakter

merupakan

bagian penting dan banyak di pakai dalam

perancangan

PLC,

perlu

buat

pola

programnya, tetapi

untuk

pemakaian dan

pembuatan program

perlu di simpan dalam memori

yang dapat di

ubah-ubah dan di

hapus

yang di sebut random access

memory (RAM), yang di gunakan sebagai memori

baca

atau

tulis

dimana

untuk

penyimpan

sementara

status

dari

fungsi

dalam yaitu;

pewaktu, pencacah, relay penanda (marker relay) serta diagram ladder, numerics dan I/O

masukannya

hilang maka program juga akan hilang, oleh karena itu sebuah RAM

membutuhkan

baterai cadangan atau battery back

up supaya programnya tidak

hilang

sewaktu masih di butuhkan.

Di skripsi ini program monitor dan fungsi semua disimpan dalam memori ROM.

selain

ROM

dan

RAM ada beberapa

memori

yang sering

gunakan

pada

beberapa

CPU PLC, antara lain: PROM, EPROM, EEPROM, dan NOVRAM.

Ket sebagai berikut;

A. Programmable read-only memory (PROM) pada dasarnya sama dengan ROM, hanya

pada PROM dapat di program oleh programmer, tapi hanya untuk satu kali.

B. Erasable programmable read-only memory (EPROM) adalah PROM yang dapat di

hapus dengan

menyinari dengan sinar ultraviolet (UV) pada jendela IC untuk beberapa

menit,

memori

ini sering juga di

sebut

UVROM, sewaktu disinari dengan ultra

violet,

bit-bit dalam IC

memori

di reset

menjadi 0, dalam EPROM ada beberapa kekurangan

yaitu; pertama Cuma

bisa di hapus beberapa kali, kedua sewaktu EPROM

dihapus

dengan

sinar

UV,

semua

lokasi dalam

memori

terhapus

walaupun

yang

ingin

hapus atau diubah beberapa lokasi saja.

C. Electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM) agak sama dengan

EPROM tetapi mempunyai kelebihan jika di bandingkan dengan EPROM, karena

EEPROM dengan sangat cepat dan mudah dapat direset dan di hapus, dalam EEPROM

menghapus isi memorinya dengan menggunakan sinyal elektrik

Non

Volatile Random

Access

Memory

(NOVRAM)

ini

merupakan

memori

kombinasi

antara

EEPROM dan RAM,

ketika

catu

dayanya

berkurang

maka

memori

pada

RAM dapat

di simpan

pada

EEPROM

sebelum

hilang

dan

dapat

baca pada

RAM lagi setelah catu dayanya tersedia kembali normal. Non Volatile Random Access

Memory (NOVRAM) merupakan jenis memori yang sering di gunakan pada CPU PLC.

Dalam sebuah memori Volatile ataupun NonVolatile di golongkan menurut besaran bit.

Besaran

bit

bisa

(low

voltage)

ataupun

(high

voltage)

yang

merupakan

isi

dari

setiap bit atau cell, cell di atur dan di susun dalam suatu tempat yang terdiri kotak-kotak

bit,

biasanya

mempunyai

lebar 8

bit dan 16

bit, dimana

yang

besarnya

bit

disebut

dengan byte dan yang besarnya 16 bit disebut dengan word.

PLC pada umumnya mempunyai kapasitas memori ROM dari 2 sampai 8 Kilo Byte,

semakin banyak proses intruksi dan pengontrolan

input-output

semakin

banyak

memerlukan kapasitas memori dalam sebuah PLC.

Dalam proses

menjalankan pengontrolan dari sebuah

input

menggerakkan sebuah

output, besarnya kapasitas memori yang dibutuhkan

tergantung pada jumlah input dan

jumlah output dan banyaknya proses dalam diagram pengontrolan

Dalam penempatan

isi

memori

menurut

tugasnya

dibagi dalam 2

kategori,

yaitu:

user

memory (memori yang digunakan user dalam membuat program, mis : ladder diagram)

dan storage memory (memori penyimpanan, mis: I/O status, timer status, numerical data,

timer status, counter status, dan lain lain).

Besarnya kapasitas user memori dalam menempati sebuah memori biasanya 75 % keatas

dari total

kapasitas

memori

yang

biasanya digunakan

user

untuk

memprogram ladder

diagram.

Tetapi dalam skripsi ini digabung menjadi satu memori pada ROM.

2.4.2.3 Program atau monitor

Program atau Monitor: Media-media tempat dimana program dimasukan.

Program atau

monitor

merupakan

suatu

alat

yang

gunakan

untuk

berkomunikasi

dengan PLC, dengan menggunakan programatau monitor ini dapat di buat program yang

kemudian dimasukkan ke dalam PLC dan juga dapat memonitor proses yang di lakukan

oleh PLC, programmer atau monitor mempunyai beberapa fungsi yaitu:

1. Off, difungsikan untuk mematikan PLC sehingga program yang di buat tidak

dapat di jalankan.

2. Run, di fungsikan untuk pengendalian suatu proses pada saat program dalam

kondisi di aktifkan .

3. Monitor untuk mengetahui keadaan suatu proses yang terjadi pada PLC.

4. Program yang menyatakan suatu keadaan dimana programmer atau monitor

dapat di gunakan untuk membuat program.

(dalam skripsi dibuat program yang langsung menggerakan instrument)

2.4.2.4 I/O MODUL (INTERFACES)

I/O Modules: Tempat dimana seluruh sistem menerima dan mengirim informasi

(antarmuka atau interface).

2.4.2.4.1 Modul Input

Terminal

masukan

menerima

sinyal dari kabel yang di hubungkan

dengan

masukan sensor dan transduser, sedangkan keluaran menyediakan tegangan keluaran

untuk actuator atau indicator alat.

Beberapa tipe modul masukan dan keluaran antara lain 4,8,12 atau 16 module, dan lain

lain. Dan yang dipakai pada skripsi memiliki 8 masukan dan 8 keluaran.

Dalam modul masukan (input module) mempunyai 4 tugas secara elektronika;

Pertama: merasakan kehadiran dari setiap sinyal input dalam terminal input, sinyal input

memberitahu switch dan

sensor

apa

dan

yang

mana

yang

digunakan, atau

sinyal

lain

dalam keadaan off atau on di dalam proses pengontrolan.

Kedua : mengubah sinyal input yang dalam keadaan high atau on pada Optocoupler atau

optoisolator kedalam bentuk ground yang dapat digunakan pada IC AT 89S52, jika tidak

ada sinyal input yang di ubahkan maka di indikasikan sebagai off.

Ketiga : modul input membuat isolator elektronik yang mengisolasi module input setelah

converter dan

sebelum output

logic secara elektronik,

yang berguna untuk

melindungi

IC AT 89S52 dari lonjakan tegangan input.

Keempat : sirkuit elektronika module input membuat sinyal output yang bisa dirasa dan

dimengerti CCU dari PLC.

Dimana gambar layout dari module input bisa dilihat sebagai berikut;

Gambar 2.6. PLC Input Module layout

Gambar 2.6. menggambarkan sirkuit untuk satu terminal, semua terminal

menggambarkan sirkuit module yang serupa (identical).

pertama menerima sinyal input dari switch, sensor, dan lain lain.

Untuk

tegangan

input

AC,

dalam converter

diubah

menjadi

tegangan

yang

bisa

(converter) yang di hubungkan dengan semua

input, keluaran dari converter tidak

langsung terhubung dengan CCU karena jika terhubung langsung akan terjadi sentakan

tegangan

input

dan

bisa

membuat

CCU

tidak

berfungsi,

misalkan

dalam converter

menerima tegangan AC 20 volt yang diberikan input kepada CCU, oleh karena CCU

hanya bekerja pada tegangan DC 5 volt, maka CCU bisa mengalami kerusakan fatal, di

situlah

optoisolator

atau

optocoupler sebagai isolator elektronik

melindungi CCU dari

kerusakan tersebut.

Sinyal on off dari keluaran converter dibawa berupa sinar dengan sebuah LED

(Light

Emitting Diode) dalam satu arah di dalam optoisolator, sentakan tegangan tidak

akan melewati optoisolator dalam arah yang sama.

Sewaktu ada sinyal input, optoisolator mengirim sinyal ke CCU melalui blok output

logic, ketika

sinyal

yang diterima block

output

logic

dalam keadaan

maka

diubah

menjadi

kode

sinyal berupa 0

yang

diterima

oleh

CCU

kalau dalam off

maka

diubah

menjadi

kode

sinyal

berupa

yang

diterima oleh

CCU,

yang

dijadikan

modul

yang

terdiri

sederetan

angka

secara

paralel, dimana

modul

kode

angka-angka

dalam setiap

terminal bisa disusun secara bersamaan, dalam setiap kode sinyal menggambarkan status

on off

yang kemudian di scan oleh blok scan

input dan ditempatkan kedalam memori

ROM seperti yang diberitahu sebelumnya.

2.4.2.4.2 Modul output

Dimana gambar layout dari module output bisa dilihat pada gambar 2.7. sebagai

berikut;

Gambar 2.7. PLC Output Module layout

Sinyal CCU yang diterima dari output logic

pada

input

modul,

setiap

kode

sinyalnya discan pada input scan blok dan kemudian ditaruh pada memori dan jika kode-

kode sinyal CCU cocok dengan tanda kode angka dari modul input yang sesuai dengan

program laddernya maka modul output dalam keadaan on atau aktif.

Pengenalan kode angka-angka sinyal pada

modul output sudah di tentukan, jika kode

sinyal CCU tidak cocok yang diterima dengan tanda kode sinyal blok output scan yang

berupa relay maka terminal modul output tidak bekerja atau dalam keadaan off.

Kemudian

jika

sinyal

CCU

cocok

dengan

tanda

kode

dari

scan

modul

input,

maka

diteruskan dan di terima oleh

modul output dan diteruskan pada blok IC

motor yang

menggerakan relay pada modul output, kemudian sinyal yang dari relay output tersebut

yang menentukan sebuah output atau transducer dalam keadaaan ON atau OFF.

2.4.2.5 Besaran Tegangan I/O

Hal yang penting dalam modul masukan atau keluaran adalah tegangan modul dan nilai

arus,

modul

masukan bernilai

sampai

volt dc

dan

tidak di perbolehkan bekerja

selain pada tegangan tersebut, tegangan ini akan membuat kerusakan PLC.

PLC bekerja pada tegangan antara 6 sampai 12 volt, modul masukan atau

keluaran

membentuk

interface

antara

mikro

elektronik dari

PLC

dengan

alat-alat

masukan dan alat-alat keluaran.

2.4.2.6 Jenis-jenis I/O

Dimana jenis dan keterangan modul input dan modul output sebagai berikut;

1. Modul Input (Sensor)

Berfungsi

untuk

mengubah

besaran

fisis

menjadi besaran elektris yang kemudian

diproses pada AT89S52 yang merupakan sinyal masukan yang akan di proses oleh

ALU.

Modul Input atau Sensor ini dapat berupa :

A. Saklar (switch)

saklar merupakan saklar biasa yang telah diketahui di mana sensor ini dapat

mendeteksi adanya penekanan. Sensor Saklar merupakan sensor yang sederhana

Terdapat dua keadaan awal yaitu Normaly Open (NO) di mana saklar pada keadaan

awal adalah hubung buka (non aktif) jika ditekan baru terhubung singkat (aktif) dan

Normaly Close (NC) di mana saklar pada keadaan awal adalah hubung tutup atau

hubung singkat (aktif) bila ditekan maka hubungannya terputus (non aktif).

a. Normaly Open

b. Normaly Close

Gambar 2.8. Saklar

B. Limit Switch

Limit Switch dapat mendeteksi ada atau tidaknya sesuatu (benda), serta dapat mengecek

sesuatu(benda) yang ditangkap sesuai dengan batas-batas yang sudah ditetapkan

limit Switch mendeteksi keberadaan suatu benda berdasarkan sifatnya, misalnya berupa

logam, benda gelap atau terang, dan sebagainya.

C. Sensor

Ada dua macam sensor yang dapat dipergunakan

Sensor Proximity

Sensor yang dapat mendeteksi perubahan lingkungan pada sensor tanpa

melakukan sentuhan fisik.

Jarak

benda

yang

dapat dideteksi

terbatas

pada jarak tertentu. Terdapat

beberapa

jenis sensor ini yaitu :

1. Sensor kapasitif

Sensor ini biasa digunakan untuk mendeteksi semua jenis benda dengan

jarak

deteksi sensor yang terbatas.

2. Sensor induktif

Hanya dapat mendeteksi keberadaan benda jenis logam.

3. Sensor optik

Mendeteksi benda berdasarkan tingkat intensitas sinar yang dipantulkan oleh benda.

Sinar yang digunakan biasanya infra red atau sinar biasa (yang dapat ditangkap oleh

mata

manusia).

Sensor

ini

berupa foto dioda yang akan hubung singkat jika

mendapatkan sinar yang cukup kuat dan akan hubung buka jika tidak mendapatkan

sinar yang cukup. Pada perkembangan selanjutnya terdapat sensor optik yang

mampu mendeteksi warna-warna lain.

4. Sensor magnet

Mendeteksi keberadaan medan magnet. Jika terdapat medan magnet maka rangkaian

akan hubung singkat di kaki output dengan ground dan sebaliknya.

5. LDR (Light Dependent Resistor)

Sensor ini bekerja berdasarkan cahaya, dimana resistor yang bergantung pada cahaya

artinya

nilai

tahanannya

akan berubah-ubah

apabila

terkena

cahaya

dan

perubahannya tergantung dari intesitas cahaya yang di terimanya. Semakin banyak

cahaya maka hambatannya semakin sedikit, sebaliknya jika tidak ada cahaya maka

tahanannya akan membesar.

II.

Sensor Non Proximity (Sensor Roller)

Sensor jenis ini dapat mendeteksi perubahan lingkungan pada sensor jika ada

sentuhan fisik.

Contoh sensor jenis ini adalah Sensor Roller atau bumper.

Input yang dipakai hanya memakai sensor magnet, LDR dan saklar.

6. Modul Output

Berfungsi untuk mengubah besaran elektris yaitu data elektris hasil proses

CCU menjadi besaran fisis. Modul output ini dapat berupa :

a. Lampu, mengubah besaran elektris menjadi optis/cahaya.

b. Buzzer atau speaker , mengubah besaran elektris menjadi

gelombang suara.

Tidak seperti

speaker yang

menggunakan

tegangan AC, Buzzer

hanya

menerima tegangan DC.buzzer dikendalikan logika 1(high) atau 0(low), jika

atau diberi

tegangan

maka bunyi

dan 0 atau tidak diberi

tegangan

maka

tidak bunyi.

c. Motor dc, mengubah besaran elektris menjadi energi gerak.

d. kipas angin

2.5 Logic Function Chart

Function Chart ini menggambarkan fungsi-fungsi logika yang dipakai dalam PLC

Identity ( A = X )

NOT ( A = X’ )

AND ( A = X ? Y )

OR ( A = X ? Y )

NAND ( A = NOT ( X ? Y ) )

NOR ( A = NOT( X ? Y ) )

2.6 IC AT8952 Dan PIN Konfigurasi

Gambar 2.9. Diagram Konfigurasi PIN AT89S52

[12]

TIMING

Block

Diagram

..---------------------------------

PO.O

P0.7

P2.0 • P27

Vo:

----;

GND :

TMP2

PROGRAl\11

ADDRESS

BUFFER

INCREMENTER

INTERRUPT, SERIAL

PORT,

AND

TIMER BLOCKS

PSEN

.-.L-r----

------,

PROGRAl\11

COUNTER

ALEIPROG

.-.:---l

81"I

v,..

-f-

l>j

AND

...

1--_J[_r-_.I.----f----"'Cy------,.-.L-t>i

CONTROL

DUAL OPTR

RST -r-tt- 'lr-;::::: _j

PROGRAM

LOGIC

Gambar 2.10. Diagram blok

AT89S52

2.6.1 Fitur-fitur dari IC AT89S52

bytes Flash Memory dalam ISP (In system Programmable) dimana bisa sampai

1000 write/ erase cycles.

+ Jarak operasi dari 4 V sampai 5.5 V .

+ Operasi penuh static: 0 Hz ke 33 Mhz.

+ 3 level program memory lock.

+ 256 * 8 bit Internal RAM.

+ 32 Programmable I/O lines.

+ 3 buah 16 bit Timer/counters.

+ 8 sumber interrupt.

+ Full Duplex UART Serial Channel port.

+ Low Power Idle dan Power Down Modes.

+ Interrupt Recovery dari power down mode.

+ watch dog Timer.

+ Dual Data Pointer.

+ Power Off Flag.

+ On chip oscillator.

+ arsitektur enam vector dua level interrupt

+ clock circuitry.

IC AT89S52

membutuhkan tegangan rendah,merupakan

mikrokontroler CMOS

bit berdaya guna tinggi dengan 8 kbytes ISP (In system programmable) Flash memori

yang memiliki 40 kaki pin, sedangkan dalam mikrokontroler AT89C52 belum memiliki

ISP.

dimana

ISP

bisa

memungkinkan

program langsung

dari

komputer

tanpa

diprogram dulu melalui ATMEL writer, IC AT89S52 menggunakan memori yang tidak

mudah

hilang,

dan

sesuai

industri

Mcs

dengan

standard

instruksi

set

dan

keluaran

Memori

merupakan

bagian

yang

sangat penting bagi mikrokontroler yang

berfungsi

untuk

tempat

pemrograman,

diperlukan

macam memori

yang

sifatnya

berbeda. [8]

Memori jenis

ROM (Read Only Memory)

yang

isinya

tidak berubah

meskipun

kehilangan

catu

daya,

dipakai

untuk menyimpan

program,

begitu

reset

mikrokontroler

akan

langsung

bekerja dengan

program ROM

tersebut. Sesuai dengan

keperluannya, dalam susunan Mcs 51 memori penyimpan program ini dinamakan

sebagai Memori Program. Memori program hanya dapat di baca dan tidak dapat di tulis

Memori

jenis RAM (Random Access

memory)

yang

isinya akan sirna begitu IC

kehilangan

catu daya,

yang dimana

dipakai

untuk

menulis,menghapus

dan

menyimpan

data pada saat program bekerja. Di samping

untuk data, RAM dipakai pula untuk stack.

Dimana RAM yang dipakai untuk menyimpan data ini disebut pula sebagai Memori Data.

Pembacaan memori data eksternal dilakukan melalui pengaktifan sinya RD dan WR.

Ada berbagai

jenis

ROM.

Untuk

mikrokontroler

dengan

program yang

sudah

baku dan diproduksi secara massal, dimana program

tersebut diisikan ke dalam

ROM

pada

saat

mikrokontroler

cetak

pabrik

IC. Untuk

keperluan

yang

jumlahnya

tidak banyak biasanya tidak dipakai

ROM yang tidak bisa di hapus, tapi dipakai ROM

yang

bisa

hapus

dan

isi

ulang

atau Programmable-Eraseabke

ROM

(disingkat

menjadi PEROM atau PROM).

Dulu banyak yang dipakai UV-EPROM (Ultra Violet Eraseable programmable

ROM) yang kemudian di nilai mahal harganya dan di tinggalkan setelah ada Flash

PEROM yang harganya jauh lebih murah.

Jenis

memori

yang dipakai

untuk

memori

program IC

AT89S52

adalah Flash

PEROM, program

untuk mengendalikan

mikrokontroler diisikan ke

memori

itu

lewat

bantuan ISP (In System Programming).

Dalam IC AT89S52 dalam

memori program bisa di program berulang – ulang

dalam system IC AT89S52. dengan mengkombinasikan 8 bit CPU serba guna dengan In

system programmable Flash ROM dalam satu chip. IC AT89S52 adalah mikrokontroler

yang powerfull, dimana mempunyai flexibilitas yang tinggi dan biaya yang sangat

murah. IC AT89S52 di pasang dalam Alat PLC sebagai otak pengontrol input,proses dan

outputnya. IC AT89S52 memiliki besaran-besaran memori yaitu: 8 k bytes Flash

EPROM dan 256 bytes RAM. IC AT89S52 di rancang dengan static logic untuk operasi

frekwensi 0 dan mensupport power saving mode.

Idle mode

menghentikan CPU sementara

membiarkan RAM, timer/counter, serial port,

dan system interrupt terus bekerja.

Power down mode menyimpan RAM dengan baik tapi menghentikan osilator, men

disable

semua

fungsi

lainnya

dalam chip

sampai

interrupt

berikutnya

atau

reset

hardwarenya.

IC AT 89S52

menyediakan sarana input/output yang cukup banyak dan bervariasi, yang

mempunyai 32 jalur input/output parallel dari port 0 (P0.0…P0.7) sampai sampai port 3

(P3.0…P3.7).

IC AT 89S52 dilengkapi UART (Universal

Asynchronous Receiver/Transmitter) yang

biasa dipakai untuk komunikasi data secara seri.

Jalur untuk komunikasi data seri ada di port 3.0 (RXD) dan di port 3.1 (TXD).

2.6.2

FUNGSI DAN PENJELASAN - PENJELASAN SETIAP KAKI PIN DAN

DESKRIPSI IC AT 89S52

VCC di kaki pin 40

sumber Tegangan 4V – 5.5V

GND di kaki pin 20

Ground dari sumber tegangan.

Port 0 di kaki pin 32 sampai kaki pin 39

Port 0 terdiri dari 8 bit saluran dua arah port I/O. Kalau sebagai output,setiap

pinnya bisa memasukkan 8 TTL input.sewaktu tertulis di pin port 0.pin-pin nya bisa di

gunakan sebagai impedansi tinggi input.

Port 0 juga bisa dibentuk

menjadi multiplexed low-order address atau data bus

selama

akses ke

eksternal

program dan

memori

data.dalam

mode

ini P0

mempunyai

internal

pull-ups.

Port 0 juga menerima kode bytes selama

flash program dan

mengeluarkan kode bytes

selama verifikasi program. Eksternal pull-ups di butuhkan selama verifikasi program.

Port 1 di kaki pin 1 sampai kaki pin 8

Port 1 terdiri 8 bit dua arah port I/O dengan internal pull-ups.

Output

buffer

port

bisa

memasukkan

sumber

TTL

input.

sewaktu

pertama

kali

tertulis ke pin-pin port 1, kodenya ditarik tinggi dengan internal pull-ups dan bisa di

gunakan

sebagai

input,

sebagai

input

pin-pin

port

secara eksternal

tarik

rendah

menjadi sumber arus (I

)

dari internal pull-ups.

Dalam penjumlahan, P1.0 dan P1.1 bisa di gambarkan sebagai timer/counter 2 eksternal

input penghitung dan timer/counter 2 input pemicu.

Dimana bisa dilihat fungsi-fungsi dari pin-pin port 1 dalam tabel 2.1. sebagai berikut;

Tabel 2.1 PIN Port 1

Port

juga

bisa

menerima

low

order

address

bytes

selama

menyinari

program dan

verifikasi program.

Port 2 di kaki pin 21 sampai kaki pin 28

Port 1 terdiri 8 bit dua arah port I/O dengan internal pull-ups.

Output

buffer

port

bisa

memasukkan

sumber

TTL

input.

sewaktu

pertama

kali

tertulis ke pin-pin port 2, kodenya ditarik tinggi dengan internal pull-ups dan bisa di

gunakan

sebagai

input,

sebagai

input

pin-pin

port

secara eksternal

tarik

rendah

menjadi sumber arus (I

)

dari internal pull-ups.

Port 2 memancarkan high order address byte selama di tarik dari memori

eksternal program dan selama akses ke eksternal memori data dimana menggunakan 16

bit addresses (MOVX @ DPTR). Dalam aplikasi ini, port 2 menggunakan internal pull-

ups yang kuat sewaktu penyinaran. Selama dalam mengakses ke eksternal memori data

mrnggunakan 8 bit pengalamatan (MOVX @ RI), port 2 bisa bermuatan SFR

(Spesial

Fungtion Register). Port 2 juga menerima bit high order address dan beberapa sinyal

kontrol selama verifikasi dan mengisi program dengan penyinaran (flash).

Port 3 di kaki pin 10 sampai kaki pin 17

Port 3 terdiri 8 bit dua arah port I/O dengan internal pull-ups.

Output

buffer

port

bisa

memasukkan

sumber

TTL

input.

sewaktu

pertama

kali

tertulis ke pin-pin port 3, kodenya ditarik tinggi dengan internal pull-ups dan bisa di

gunakan

sebagai

input,

sebagai

input

pin-pin

port

secara eksternal

tarik

rendah

menjadi sumber arus (I

)

dari internal pull-ups.

port 3 juga menjalankan fungsi-fungsi dari bermacam-macam fitur-fitur pada khususnya

dari

AT 89S52,

Dimana bisa

dilihat

fungsi-fungsi

dari pin-pin

port

dalam tabel

sebagai berikut;

Tabel 2.2 PIN Port 3

.port 3 juga menerima beberapa sinyal kontrol untuk Flash program dan verifikasi

Reset pada kaki pin 9

Reset input. Ketika sinyal 1 pada pin Reset untuk dua machine cycles sementara osilator

sedang bekerja mereset IC. Pin ini mengeluarkan sinyal 1 untuk 96 periode osilator

setelah waktu

watchdog

habis.

Bit

DISRTO

dalam SFR

AUX (address 8E

H) bisa

digunakan

untuk

membuat

fitur

ini

tidak

bekerja. Dalam keadaan

normalnya

dari bit

DISRTO, pada kaki reset diberi sinyal 1 (high) membuat fitur bekerja.

ALE / PROG pada kaki pin 30

Pin ini berisi ALE (Address Latch Enable) berupa output denyut pulsa untuk

latching (gerbang) sinyal byte rendah

(0)

dari

alamat

selama

mengakses

eksternal

memori. pin ini juga

program denyut input pulsa (PROG) selama penyinaran program

(flash programming) dalam IC.

Dalam operasi normal, ALE

memancarkan kecepatan (rate) konstan dari 1/6

frekwensi

osilator dan mungkin digunakan untuk eksternal timing (waktu di luar) atau untuk tujuan

clocking. Bagaimanapun pulsa ALE terlewatkan selama setiap akses ke eksternal

memori data. Jika diinginkan, operasi

ALE bisa di hentikan (disable) dengan set bit 0

pada SFR (Special Fungtion Register) di lokasi 8E H. Dengan set bit, ALE menjadi aktif

hanya

selama

instruksi

MOVX

atau

MOVC.

Sebaliknya,

dengan

lemah

tertarik

sinyal tinggi (1). Set bit ALE menjadi disable tidak mempunyai efek bila mikrokontroler

dalam keadaan external execution mode.

PSEN di kaki pin 29

PSEN (program store Enable) yang membaca strobe pada eksternal memori program.

Sewaktu IC AT 89S52 menglaksanakan kode (executing code) dari

eksternal

memori

program,

PSEN

diaktifkan

dua

kali

setiap

perputaran

siklus

mesin

(machine

cycle),

kecuali

dua

aktivitas

PSEN

tersebut

terlewatkan

selama

setiap

akses ke

eksternal

memori data.

EA / VPP di kaki pin 31

singkatan dari

External

Access

Enable.

EA harus

terikat ke

ground (GND) untuk

membuat IC bekerja (enable) untuk memperoleh kode dari ekternal memori program

yang berlokasi dimulai dari segmen 0000H sampai FFFFH.

bagimanapun jika lock bit 1 ter program, EA secara internal akan terpalang pada reset.

EA seharusnya terikat kepada VCC untuk pelaksanaan program internal.

Kaki Pin 31

ini

menerima tegangan 11 Volt (Vpp) membuat program bekerja (enable)

selama penyinaran (flash) program di IC.

XTAL 1 di kaki pin 19

Input ke inverting (pembalik) osilator amplifier dan input ke sirkuit internal clock

operasi.

XTAL 2 di kaki pin 18

Output dari inverting osilator amplifier.

Special Function Register (SFR)

Fungsi –

fungsi tertentu dalam alamat-alamat di memori IC yang digambarkan dalam

sebuah

map

dalam ukuran

besaran

hexa.

Tidak

semua

dari alamat-alamat

terisi,

dan

alamat

yang

tidak

terisi

mungkin

tidak

bisa

implementasi

dalam

sebuah

memori.

Akses

Pembacaan

alamat-alamat

ini

akan

secara

umum

kembali

mengacak

data,

akses penulisan mempunyai penentuan efek. Register khusus (SFR) adalah satu daerah

RAM dalam IC keluarga MCS 51 yang dipakai untuk mengatur perilaku MCS 51 dalam

hal-hal khusus, misalnya sebagai tempat untuk berhubungan dengan paralel port P1, P2

atau

P3, dan sarana

input/output

lainnya, tapi

tidak umum

dipakai

untuk

menyimpan

data

seperti

layaknya

memori

data,

meskipun demikian, dalam hal

penulisan

program

SFR sama dengan memori data, untuk SFR memori data hanya dipakai cara

pengalamatan memori secara langsung (direct memory addressing)

menempati

memori data

sebanyak 32 byte

yang di kelompokkan

menjadi 4 kelompok Register (Register Bank). Setiap kelompok register memiliki 8 byte

memori dan masing-masing kelompok memiliki register yang di kenali sebagai register

sampai

(R0,R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7).

Dalam

penulisan

program

memori-

memori ini bisa langsung di sebut sebagai R0…R7, tidak lagi dengan nomor memori,

Contoh: mov A ,R1 dan tidak perlu lagi dengan: mov A,$01.

dengan ini instruksi menjadi lebih sederhana dan muda serta bekerja lebih cepat.

Khusus

untuk register 0 dan register 1 ( R0 dan R1 ) masih

mempunyai kemampuan

lain. Kedua register ini bisa di pakai sebagai register penampung . alamat yang dipakai

dalam pengalamatan memori secara tidak langsung (indirect memory addressing).

Empat kelompok register serba guna ini tidak bisa di pakai secara bersamaan, setelah di

reset yang aktif dipakai adalah kelompok register 0 ( register bank 0), kal yang

diaktifkan adalah kelompok register 1, maka yang dianggap sebagai

R0 bukan data

0h melainkan memori data no 8h,demikian kalau kelompok register 3 maka memori data

no 18h menjadi R0.

Timer 2 Register

Bit control dan status terisi dalam register T2CON (terlihat pada tabel 2.3)dan T2MOD

(terlihat

pada

tabel 2.4)

untuk

Timer

2. pasangan register

RCAP2H

dengan

RCAP2L

adalah register yang di tangkap (capture) atau diisi (reload) kembali ke Timer 2 di 16 bit

dalam capture mode atau 16 bit auto reload mode.

Tabel 2.3. T2CON-Timer / Counter 2 Control Register

Interrupt Registers

Secara individu bit interrupt enable ada dalam register IE (Interrup enable).

Tabel 2.4 AUXR: Auxiliary Register

Tabel 2.5 AUX R1 : Auxiliary Register 1

Dual Data Pointer Register

Untuk

memudahkan

akses

dua-duanya,

internal dan external dari memori data, dua

tumpukkan dari 16

bit

Data

Pointer

menyediakan

DP0

pada SFR

lokasi

alamat 82 H - 83 H dan DP1 pada lokasi 84 H – 85 H. Bit DPS = 0 dalam SFR AUX R1

memilih DP0 dan Bit DPS = 1

memilih

DP1.

User seharusnya selalu

meng

inisial bit

DPS ke nilai yang tepat sebelum akses ke masing-masing data Pointer Register.

Power Off Flag

Power Off Flag (POF) berlokasi di bit 4 (PCON.4) dalam PCON SFR, POF di set ke

nilai 1 selama listrik di nyalakan. POF bisa di set dan istirahat dalam software control

dan tidak dapat dipengaruhi dengan reset.

Memori secara umumnya

Alat MCS 51 mempunyai ruang alamat yang terpisah untuk memori program dan

memori data. Pengalamatan bisa Sampai 64 kbytes setiap dari eksternal memori program

dan memori data.

Memori Program

Jika pin EA terhubung ke ground, semua program yang terambil di arahkan ke eksternal

memori. Pada AT 89S52, jika EA terhubung ke Vcc, program di tarik ke alamat 0000H

sampai 1FFFH di arahkan ke internal memory dan di tarik ke alamat 2000H sampai

FFFFH ke eksternal memori.

Memori Data

IC AT 89S52 meng implementasikan 256 bytes besaran alamat pada chip RAM. 128

bytes teratas menempati ruang paralel alamat-alamat pada Special Function Register. Ini

berarti yang 128 bytes ini mempunyai ruang alamat yang sama dengan SFR tetapi secara

fisik terpisah dengan ruang SFR.

Sewaktu instruksi akses ke lokasi internal diatas alamat 7F H, mode alamat di gunakan

dalam instruksi

yang

tetapkan

dimana CPU bisa

mengakses 128 bytes

teratas dari

RAM atau dari ruang SFR. Dimana instruksi menggunakan langsung akses alamat-

alamat dari SFR.

Untuk contoh, bisa dilihat instruksi pengalamatan langsung dari SFR

di alamat 0A0H ( P2 ) sebagai berikut;

Mov 0A0H, #data.

Dimana instruksi itu menggunakan indirect addressing mengakses 128 bytes teratas dari

RAM.

Sebagai

contoh

bisa dilihat

indirect addressing

instruction

berikut,

dimana

berisi 0A0 H, akses data byte di alamat 0A0 H, dari pada P2 dimana alamatnya adalah

0A0 H.

Mov @R0, #data.

Stack operasi ada di indirect addressing, jadi 128 byte teratas dari data RAM berfungsi

sebagai ruang Stack.

Watchdog Timer

(One time Enable dengan Reset out)

Watch

dog timer dimaksudkan

sebagai

metode pemulihan

dalam situasi dimana

CPU

mungkin menjadi pokok dari kerusakan software. dimana mencegah terjadinya

hang,

jika tidak

memenuhi waktu

yang di

tentukan dalam perintah-perintah program yang di

jalankan maka akan compile program di reset dan mulai dari awal. WDT terdiri dari 13

bit counter dan watchdog Timer reset (WDTRST) SFR. WDT set awal untuk membuat

disable dari exiting reset. Untuk membuat enable WDT, user harus menulis 01E H dan

0E1 H dalam urutan pada WDTRST register (SFR berlokasi di 0A6H). sewaktu WDT

berfungsi, WDT akan menambah setiap machine cycle sementara osilator sedang

berjalan. Periode masa habis WDT tergantung pada eksternal clock frequency. Disana

tidak ada jalan untuk disable WDT kecuali melalui reset (salah satu dari reset hardware

atau WDT over flow reset).

Sewaktu WDT berlebihan arus (over flow), WDT akan

membuat output Reset aktif (High Pulse) pada pin RST (reset).

Cara menggunakan WDT

Untuk

membuat

enable

WDT,

user

harus

menulis

lokasi

01EH dan 0E1H

dalam

urutan

pada

WDTRST

(SFR

berlokasi di 0A6H). sewaktu WDT enable,

kebutuhan user untuk menugaskan WDT dengan menulis pada lokasi 01EH dan 0E1H

pada

WDTRST

untuk

menghindari

WDT

over flow. Counter 13 bit belebihan arus

sewaktu mencapai 8191 (1FFFH), dan ini akan meng reset ICnya. Sewaktu WDT

enable, WDT akan menambah setiap machine cycle sementara osilator sedang berjalan.

Ini berarti user harus reset WDT setidaknya setiap 8191 (1FFFH) machine cycles.untuk

meng reset WDT maka user harus menulis 01E H dan 0E1 H pada WDTRST. Dimana

WDTRST

merupakan write only register. WDT counter

tidak bisa di baca ataupun di

tulis.

Sewaktu WDT

overflows,

WDT akan

menghasilkan pulsa output reset pada pin

RST.

Durasi Pulsa

RST

adalah

96 *

Time

OSC, dimana

TOSC =

FOSC.

Untuk

membuat penggunaan terbaik dari WDT, WDT seharusnya di

layani dalam bagian dari

kode, itu akan secara periodik akan di laksanakan bersamaan dengan waktu akan di

butuhkan, untuk mencegah dari WDT reset.

WDT selama power down dan idle ( berhenti /tidak melakukan apa-apa )

Dalam power

down

mode,

osilator

berhenti,

dimana

berarti

WDT

juga

berhenti.

Sementara dalam power down

mode,

user tidak perlu

menugaskan WDT. Di sana ada

dua

metode

jalan

keluar

dari

power

down

mode

yaitu;

dengan

reset

hardware

atau

melalui

level

aktif

eksternal

interrupt

dimana

memungkinkan

lebih

dulu

memasuki

mode power down. Sewaktu power down eksis dengan reset hardware, penugasan WDT

seharusnya terjadi seperti normalnya dimana kapanpun IC AT89S52 di reset. Keluarnya

power down dengan interrupt secara signifikan berbeda. Interrupt bertahan rendah cukup

panjang untuk membuat osilator tetap stabil. sewaktu interrupt diajukan tinggi, interrupt

di layani. Untuk mencegah WDT dari mereset IC sementara pin interrupt tertahan

rendah (low).

WDT

tidak akan mulai sampai

interrupt bernilai

tinggi (high

1).dianjurkan WDT di

reset selama pelayanan (service) interrupt untuk penggunaan interrupt untuk keluar dari

power down mode.

untuk memastikan WDT tidak overflow dengan beberapa keadaan dari keluaran power

down, terbaiknya me reset WDT hanya sebelum memasuki power down mode.

Sebelum ke

dalam idle

mode,

bit

idle

dalam SFR

AUXR

gunakan

untuk

menentukan apakah WDT terus menghitung jika WD enable. WDT tetap menghitung

selama IDLE (WD idle = 0) sebagai keadaan awal.untuk mencegah WDT dari peng

resetan

AT89S52

sementara

dalam idle

mode,

user

seharusnya

selalu

set

waktu

dimana

secara periodik

keluar dari

IDLE,

service

WDT dan

masuk kembali

idle

mode.

Dengan WD

idle bit enable, WDT akan berhenti menghitung dalam idle mode

dan kembali menghitung yang sedang berlangsung dan keluar dari IDLE.

Timer 2

Timer 2 adalah 16 bit

Timer / counter dimana bisa beroperasi sebagai salah satu dari

timer atau counter. Type dari operasi di pilih oleh bit C/ T2 dalam sbuah SFR T2CON

yang bisa dilihat pada tabel 2.3. timer 2 operasi bisa ber mode capture . Timer 2 terdiri 8

bit register. TH2 dan TL2. dalam fungsi timer. Register TL2 bertambah setiap machine

cycle.

Sejak

machine

cycle terdiri

dari

periode

osilator,

hitungannya

1/12

dari

frekwensi osilator.

dalam fungsi counter, register bertambah dalam respon transisi 1 ke 0 bersamaan dengan

pin eksternal input, T2. sejak dua machine cycle (24 periode osilator) di butuhkan untuk

mengenal transisi 1 ke 0, penilaian atau ukuran perhitungan maksimum adalah 1 /24 dari

frekwensi osilator. Untuk

memastikan level

yang sudah di berikan sebagai percobaan

min 1

kali

sebelum berubah.,

level

seharusnya tertahan setidaknya

selama

machine

cycle penuh.

Timer mode capture

Gambar 2.11.Timer capture mode

Dalam timer mode capture, 2 pilihan terpilih oleh bit EXEN2 dalam T2CON .

bit ini kemudian bisa di gunakan untuk membangkitkan sebuah interrupt. Jika EXEN2 =

Timer

menunjukkan

operasi

yang

sama,

tapi transisi 1

pada eksternal

input

T2EX juga menyebabkan nilai yang sekarang dalam TH2 dan TL2 di tangkap ke dalam

RCAP2H

dan

RCAP2L

berturut-turut.

Dalam penambahan

transisi

pada

T2EX

menyebabkan bit

EXF2 dalam T2CON di set.bit

EXF2 seperti TF2, bisa

menghasilkan

interrupt.

Interrupts

IC AT89S52 mempunyai 6 vector interrupt; dua eksternal interrupts ( INT0 dan INT1 ),

3 timer intterups ( Timer 0,1 dan 2) dan serial port interrupt.

Bisa dilihat gambar 2.12 sebagai berikut;

Gambar 2.12. Interrupt.

Setiap dari sumber interrupt ini bisa secara individu menjadi enable atau disable dengan

setting

atau

clearing bit

dalam SFR

(Special

Function Register IE). IE

juga

berisi bit

disable, EA dimana men disable semua interrupt dalam waktu sekali.

Interrupt

timer

hasilkan oleh

logical

dari

bit

TF2

dan

EXF2

dalam register

T2CON. Tidak ada dari

flags yang clear oleh IC sewaktu servis rutin di vector. Servis

rutin

mungkin dapat menentukan apakah TF2 atau EXF2

yang

menghasilkan interrupt

dan bit tersebut akan di hapuskan dalam software.

Flag Timer 0 dan Timer 1 di set pada S5P2 dari putaran dimana timer overflow.

Nilainya kemudian di tarik oleh sirkuit dalam putaran selanjutnya. Bagaimanapun

flag

timer 2,

TF2

set pada

S2P2 dan ditarik dalam putaran

yang

sama

dimana

dalam

keadaan timer overflows.

pada table berikut menunjukkan posisi bit IE.6 tidak dilaksanakan. Dalam IC AT 89S52,

bit posisi

IE.5 juga

tidak terlaksanakan. bit2 tersebut

mungkin akan di

fungsikan pada

produk AT89 berikutnya.

Tabel. 2.6. Interrupt Enable (IE) register

Karakteristik Osilator

XTAL1 dan XTAL2 merupakan

input dan output masing-masing dari

inverting

amplifier bisa digunakan sebagai IC osilator. Dimana gambarnya sebagai berikut;

Gambar 2.13 hubungan-hubungan Osilator

tidak ada kristal kwarsa atau keramik resonator yang di gunakan. Untuk mengendalikan

kristal

dari

sumber

eksternal

clock,

XTAL2

seharusnya

biarkan tidak

terhubung

sementara XTAL1 di kendalikan.

Seperti terlihat pada gambar 2.14 berikut ;

Gambar 2.14 konfigurasi eksternal clock drive

disana

tidak

ada

persyaratan

pada

duty

cycle

dari

sinyal

eksternal

clock,

input

pada

sirkuit internal melalui clock terbagi dua flip-flop. Tapi spesifikasi waktu minimum dan

maksimum tegangan tinggi dan rendah harus diamati.

Idle Mode

Dalam idle

mode,

CPU

menonaktifkan

sendiri

sementara

sekeliling chip

tetap

aktif. Idle mode di aktifkan melalui software. Isi dari RAM chip dan semua register idle

mode SFR tetap tidak berubah selama

idle

mode. Idle mode dapat diakhiri dengan

beberapa enable interrupt atau dengan me reset hardware.

Sewaktu idle mode di hapuskan oleh reset hardware, IC kembali ke eksekusi program,

tempat dimana program ditidurkankan, naik ke dua machine cycle sebelum internal reset

algorithm mengambil kendali. Pada perangkat keras IC

mencegah

idle

mode

masuk ke

internal RAM tapi akses ke pin port di perbolehkan.

Power Down mode

Dalam power

down

mode,

osilator

berhenti,

dan

instruksi

meminta

power

down

menjadikan intruksi tersebut instruksi terakhir yang di laksanakan. Pada chip RAM dan

SFR

menahan

nilainya sampai

mode

power

down

terhapus.

keluar dari

power down

mode bisa melalui dengan reset hardware atau enable external interrupt.

Reset

tidak

berfungsi

sampai

VCC

kembali

dalam keadaan

normal

dan

harus

aktif

panjang untuk membuat osilator me restart dan men stabilisasi.

Tabel. 2.7 Mode Power Down

Programming penyinaran dengan mode parallel

IC AT89S52 di kirimkan dengan penyinaran sendiri dalam memori array

yang siap di

program.

Program antar

IC dengan

lainnya

memerlukan

tegangan

volt,

sinyal

program enable dan cocok dengan penyinaran konvensional atau EPROM pemrogram.

IC kode memori array AT 89S52 di program byte per byte.

Algoritma memprogram dengan model paralel

Sebelum memprogram IC AT 89S52, alamat, data, dan sinyal kontrol seharusnya di set

menurut tabel 2.8 penyinaran mode

pemrograman dan gambar 2.7. dan 2.8. langkah-

langkah untuk memprogram ICAT89S52 sebagai berikut;

1. masukan lokasi memori pada deretan baris alamat.

2. masukan data byte yang tepat pada deretan baris data.

3. Aktifkan kombinasi yang benar dari sinyal kontrol.

4. naikkan EA/Vpp sampai 12 V

5. Pulsa ALE / PROG sekali

untuk

memprogram byte dalam penyinaran array . dalam

byte menulis mempunyai waktu sendiri dan biasanya sekitar 50 µs.

2.6.3 Konfigurasi PIN ISP IC AT89S52

dalam skripsi ini alat PLC bisa berkomunikasi dengan dua cara, yaitu ;

1. melalui ISP AT89S52

2. melalui RS 232

hanya di demokan memakai komunikasi ISP, dimana keunggulannya IC AT89S52 bisa

di program langsung dari komputer tanpa di download ke ATMEL writer

Programming penyinaran dengan mode serial

Dalam kode array memori bisa di program menggunakan Serial ISP (In System

Programming) pada

gambar. 2.14 sebagai

antarmuka

sementara RST di

tarik ke

Vcc.

Serial antarmuka terdiri dari pin-pin; SCK, MOSI (Master output Slave input) dan MISO

(Master input Slave output). Setelah reset di beri logika high (1), instruksi enable

program butuh di laksanakan dulu sebelum operasi lain di laksanakan . sebelum urutan

program

ulang

terjadi,

operasi penghapusan dalam

chip

butuhkan.

Dalam

operasi

penghapusan chip kembali pada isi setiap lokasi memori dalam kode array dalam FFH.

Sistem eksternal clock bisa di sediakan pada pin XTAL 1

atau kristal butuh

untuk di

hubungkan

melintasi pin-pin XTAL 1 dan XTAL 2. maksimum

frekwensi serial clock

(SCK) seharusnya di bawah 1/16 dari frekwesi kristal. Dalam osilator alat PLC skripsi

Dengan clock osilator 11 Mhz, maksimum frekwensi SCK adalah 0,68 MHz.

Gambar 2.15 penyinaran memori dengan mode serial ISP

Gambar 2.16 data mode serial ISP dalam bentuk gelombang

Serial programming instruksi set bisa di lihat data sheet AT89S52.

Symbol

Parameter

Condition

Min

Max

Units

VIL

Input low

Vbltage

(Excepttll)

-0.5

0.2 Vc:c-0.1

Vttl

Input low

Vbltage

-0.5

0.2 Vc:c-0.3

v,"

Input

Hi hVoltage

gi hVoltage

(Except XTAl1,RSD

0.2 Vcc•0.9

Vcc+O.s

Vun

Input

Hi hVoltage

gi hVoltage

(XTAl1, RSD

0.7 Vee

Vcc+O.s

Va.

OutputlowVoltage()

(Ports 1,2,3)

1.6 mA

0.45

Va.,

Output

owVoltage(1)

(Port 0,ALE,

l'Stl'l)

3.2 mA

0.45

VOH

Output Hgi hVbltage

(Ports 1,2,3,AlE,I'Sm)

loH = -60 A.Vee = 5V ±10%

2.4

loH = ·25 A

0.75 Vee

loH =1· 0 A

0.9Vcc

v()H,

Output Hgi hVbltage

(Port 0 in ExtsrnalBus Mode)

0"' =

-800. Vee

:1: 1

2.4

lo" =

-300

tJA

0.75 Vee

loH = -80 A

0.9Vcc

Ill

ogical0 Input Current (Ports 1,2,3)

Vtu =

0.45V

-50

Logical1 to 0 Transition Current

(Ports 1,2,3)

VtN = 2V, Vee

SV :1: 10%

-650

Input

eakage Current (Port 0,tA)

0.45 o: V

111

Voc

±10

RRST

Reset Pulldown Resistor

Pin Capacitance

Test Freq. = 1MHZ, TA

2S C

Icc

Power Supply Current

Active Mode,12 MHz

Idle Mode,12 MHz

6.5

Povi'er-d01

iT1

Mode<¹>

Vee = 5.5V

Untuk

karakteristik

tegangan

DCnya

bisa

di lihat

pada

tabel

2.8 berikut:

Tabel2.8 karakteristik tegangan

DC Characteristics

The

values shown

in this table are valid

for

-40

to 85' C and lf-c

01/

to 5 51/

unless otherwise noted

2.7 RS 232 Dan PIN Konfigurasi

Gambar 2.17 konfigurasi PIN RS 232

Gambar 2.18 diagram fungsional

Gambar 2.19 gambar fisik RS 232 DB 9

Tabel 2.9 DB9 Cable Connections

Commonly Used for EIA/TIAE-232E and

V.24 Asynchronous Interfaces

Gambar.2.17

diagram

diatas

merupakan

bagian-bagian

besar

dari

elemen-elemen

dari RS232. Rangkaian diagramnyanya terbagi menjadi 3 bagian yaitu;

pengganda

tegangan dan pembalik

nilai kutub tegangan

Dual

transmitter,

Dan Dual

receiver. RS 232 diberikan tegangan masukan tunggal 5 V.

dalam IC max 232input dan outputnya uda terlindungi dari ESD (electrostatic discharge

shock).

Tabel 2.10. PIN DESCRIPTIONS RS 232

No PIN

Nama PIN

Keterangan Fungsi PIN

C1 +

Eksternal kapasitor (+) untuk internal pengganda tegangan

V +

Tegangan dalam yang digandakan menjadi 10 V

C1 -

Eksternal kapasitor (-) untuk internal pengganda tegangan

C2 +

Eksternal kapasitor (+) untuk internal pembalik nilai kutub

tegangan

C2 -

Eksternal kapasitor (-) untuk internal pembalik nilai kutub

tegangan

V -

Tegangan dalam 10 V yang diinvert menjadi - 10 V

T2 out

Transmitter RS 232 output ke 2, dengan tegangan ± 10V.

R2 in

Receiver RS 232 input ke 2 dengan impendasi 5k pull down

resistor ke ground.

R2 out

Receiver 2 TTL / CMOS output

T2 in

Ransmitter 2

TTL /

CMOS input dengan impendasi 400k

pullup resistor ke VCC.

T1 in

Ransmitter 2

TTL /

CMOS input dengan impendasi 400k

pullup resistor ke VCC.

R1 out

Receiver 1 TTL / CMOS output

R1 in

RS 232 Receiver input ke 1 dengan impendasi 5k pull down

resistor ke ground.

T1 out

RS 232 Transmitter 1 output ± 10V (typical)

GND

Supply Ground

Vcc

Positif Power supply + 5V ± 10 %

fitur – fitur dari IC RS 232 sebagai berikut;

+ membutuhkan power supply VCC sebesar 5 volt

+ mempunyai rangkaian menggandakan tegangan dan pembalik nilai tegangan

+ mempunyai 2 transmitter dan 2 receiver

+ Receiver RS 232 meningkatkan noise Rejection.

Gambar. 2.20 Receiver output enable and disable timing.

Input Voltages;

T1in,T2in bisa mendapat tegangan dari – 0,3 V hingga 0,3 V

R1in,R2in bisa mendapat tegangan hingga 30V

Output Voltages;

T1out,T2out bisa mengeluakan tegangan dari – 0,3 V sampai 3 V

R1out,R2out bisa mengeluarkan tegangan dari – 0,3 V sampai 3 V

[1]

Gambar. 2.21 Dual Charge Pump

Dalam sirkuit yang equivalent bisa digambarkan dalam gambar 2.20 diatas.

rangkaian

ini

terdiri dari dua bagian

charge pumps dimana

dalam clock

internal ada

bagian

yang

menghasilkan

tegangan

ganda

sebesar

V,dan

ada

bagian

yang

menghasilkan nilai balik dari tegangan -10V, rangkaian ini memakai osilator

berfrekwensi 16 Khz. Dalam bagian pertama bisa

lihat pada

gambar 3.5 kapasitor C1

terisi dengan tegangan VCC dan ditambahkan atau di jumlahkan keVCC yang

lain, di

bagian

V+

terhubung

lagi dari

VCC

secara

internal

melalui

ohm

pull

down

resistor,

yang

menghasilkan sinyal

yang

akan

melalui

V+ sama dengan

kali

VCC, di waktu yang sama C3 terisi 2VCC dan ketika di lalui ground dan – VCC melalui

C4 maka kutub nilai tegangannya jadi membalik menjadi – 2 VCC.

Tegangan VCCnya yang diterima sampai dengan 5.5V.

impedansi

output

dari

bagian

pengganda

tegangan

sekitar

200

ohm

dan

impendasi

output dari bagian pembalik kutub nilai tegangan sekitar 450 ohm.

Naiknya nilai C1 dan C2 akan merendahkan

nilai impedansi dari pengganda tegangan

dan pembalik kutub nilai tegangan dan menambah nilai dari kapasitor2, C3 dan C4

mengecilkan ripple dari tegangan + V dan – V.

Transmitter

Transmitter input dari rangkaian system minimum TTL / CMOS,yang ditransfer

ke RS 232 melalui Transmitter output.

input berlogika 1 ketika berada dalam tegangan -5 V sampai - 0,61 V dan berlogika 0

berada dalam tegangan -0,6 V sampai dengan 5 V.

Threshold sekitar 26% dari VCC = 5 V menjadi sebesar 1.3 V.

Setiap transmitter input mempunyai resistor internal 400k ohm pull up,jadi setiap input

yang tidak digunakan tetap tidak terhubung dan output kembali menjadi low state.

Tegangan keluaran RS 232 sekitar 5 V dengan kondisi terburuk,kedua transmitter

mempunyai minimum load impedansi sebesar 3 k ohm.

Transmitter mempunyai batasan internal output slew rate kurang dari 30 V/ µs.

Hubungan singkat dari output di lindungi dan terhubung pasti dengan ground.

Dimana schematicnya bisa di lihat pada gambar 3.1.5.e.

Gambar 2.22 transmitter and slew rate definition

Receivers

Receiver input menerima tegangan sampai dengan 3 0 V selagi bekerja, receiver

membutuhkan impedansi input dari 3 k ohm sampai 7 k ohm sekalipun tegangan power

supply mati ( Vcc = 0 V).

Receiver mempunyai threshold input yang typical 1.3 V dimana batasan ± 3V, di kenal

sebagai bagian transisi dari spesifikasi RS 232.

Receiver berlogika 0 berada dalam tegangan 0,81 V sampai sebesar VCC, dan berlogika

berada

dalam tegangan

-30

sampai

dengan

0,8

bisa

dilihat

pada

gambar

2.23

dibawah ini;

Gambar. 2.23 Receiver dan Propagation delay definition

Receiver

input Threshold

RS 232

mempunyai batasan pasti untuk Tegangan Threshold

dari

0,8

sampai

2,4

yang

memastikan

saat berhubungan dengan ground output

mendapat logika 1.

ohm tahanan

input

yang

terhubung

ground

juga

untuk

memastikan

output

berlogika 1.

Pemilihan kapasitor

Kapasitor 1 µF yang dianjurkan jenis keramik,aluminium dan tantalum dan kapasitor 0,1

µF yang dianjurkan jenis keramik di electric.

Gunakan kapasitor yang bernilai tinggi (up to 10 µF)

untuk

mengurangi

impendansi

output pada tegangan V+

dan –V, dimana sangat

bagus

untuk

penyimpanan

tegangan

yang diambil dari V+ dan – V.

peningkatan

nilai kapasitor

dari

charge

pump

membantu

menjaga

daya

guna sewaktu

power di ambil dari V+ dan – V.

Data rates

Data rate transceiver bisa

lebih dari 120 kbps. Kecepatan data juga di pengaruhi dari

beban kapasitas dari keluaran Transceiver.

Perlindungan terhadap ESD (Electrostatic Discharge Shock)

Perlindungan terhadap semua pin dari

lonjakan elektrostatik discharge

yang di hadapi

selama pemasangan dan perawatan.

Bagian keluaran dan receiver input mempunyai perlindungan ekstra dari lonjakan

electrostatic sebesar ± 15 kv tanpa menyebabkan kerusakan.

ESD bias terjadi pada saat

beroperasi

normal,saat

shut down atau saat

listrik power

dimatikan.

2.8 IC ULN 2803 Dan PIN Konfigurasi

Logic diagram IC ULN 2803 And PIN Configuration

Gambar. 2.24. PIN and Schematic Circuit ULN 2803

Pada

gambar

2.24

ULN

2803

ini

memakai 8 pasang transistor darlington

dimana

transistor dengan difungsikan sebagai saklar, dimana jika ada arus basis maka

saklar tertutup dan jika tidak ada arus basis maka saklar terbuka.

arus

keluaran

bisa

mencapai

sampai

500

dan

tegangan

keluaran

bisa

mencapai

sampai dengan 50 V. PIN output bisa di parallel .

ULN

2803 berisi

transistor

dengan common

emitor

yang

terintegrasi dengan

diode dengan common katoda berderet untuk induksi beban.

Untuk setiap transistor

mempunyai arus beban puncak dari 600

mA dan bisa bertahan

lebih. Dalam IC ULN 2803 memiliki tahanan dalam sebesar 2,7 k ohm untuk TTL 5 V

dan

CMOS,dan

dikemas

dalam

kaki

yang

dibuat dengan

timah

tembaga

dan

dibuat mudah untuk ditaruh papan PCB.

2.9 Optoisolator 4N25 Dan PIN Konfigurasi

Gambar 2.25 PIN IC 4N25

Gambar 2.26. Skematik dan Rangkaian Uji Opto coupler IC 4N25

[13]

Fitur-fitur dari optocoupler 4N25

+ Dioda

yang dipakai

menggunakan bahan

gallium kemudian

infrakan yang

bergandengan dengan phototransistor yang berjenis NPN.

+ memiliki arus transfer langsung yang tinggi

+ mempunyai perlindungan dari tegangan tinggi

+ mempunyai frekwensi pergantian yang tinggi

+ mempunyai 6 kaki pin dengan berat fisik 0,52 gram

+ Maximum ratings pada suhu 25ºC

+ peak input to output voltage = 2,5 kv

+ VCE = 70 V

+ VEC = 7V

+ VEB = 7V

+ tegangan reverse dioda input = 3V

+ arus maju dioda input = 80 mA

+ peak arus maju dioda input (tw : 300 µs, duty cycle 2%) = 3A

2.10 Teori, Arti dan Pengertian Optocoupler

opto copupler sangat berguna untuk pengiriman sinyal data kontrol maupun digital

Dan siyal analog bisa dikirim melalui lebar pulsa modulasi.

Optoisolator (optical isolator) atau optocoupler (photocoupler) adalah alat yang

merupakan kombinasi dari alat sumber emisi cahaya (pancaran electron berupa cahaya)

dan detektor fotosensitif yang terbungkus menjadi satu. Dalam optocoupler berisi foton

yang berpasangan atau bergandengan, kopeling

atau perangkai tercapai

melalui

sinar

yang di bangkitkan pada satu sisi dari celah penyekat transparan dan di deteksi di

sisi

lain dari celah tanpa berhubungan dengan

listrik dari kedua sisi tersebut. (mungkin

ada

sedikit dari kapasitas perangkai). [14]

Dimana gambar fisiknya bisa di lihat pada gambar 2.27 berikut;

Gambar 2.27 Konstruksi Fisik Optocoupler

Dimana keterangan nomornya sebagai berikut;

1. Pandangan fisik luar.

2. Pandangan fisik dalam.

3. Ketebalan penyekat dan jarak ketebalan internal.

4. Jarak udara dan ruang udara antara input dan output .

Sumber cahaya yang menghubungkan dari LED ke transistor.

Gambar 2.28 Diagram Skema Optoisolator

Bisa dilihat pada gambar 2.28 diatas, Sewaktu sinyal input masuk ke input optoisolator

maka

LED

menyala dan

mengeluarkan sinar, dan sinar yang dibangkitkan oleh infra

merah LED (Light Emitting Diode), melewati batas isolasi optocoupler ke foto detektor

yang dimana listrik tidak bisa lewat dan detektor sinar tersebut menggunakan foto

transistor kemudian sinyal output keluar dari foto transistor, sinar LED masuk ke basis

foto Transistor

melalui

udara, banyaknya arus yang di

terima oleh basis foto transistor

tergantung intensitas sinar LED nya. Emiter dari transistor di hubungkan dengan sumber

tegangan Vcc. Dan

foto

transistor bekerja sebagai

saklar dan outputnya diambil

pada

kaki emitter dimana jika ada sinyal masukan pada basis maka output terhubung dengan

ground, jika tidak ada sinyal masukan pada basis maka output mengeluarkan tegangan..

Puncak sensitif dari

material silikon terletak pada panjang

gelombang emisi dari LED,

memberikan sinyal maksimum kopeling. Semuanya ada dan bekerja pada sebuah

optocoupler atau optoisolator. Semua IC optocoupler bekerja dalam frekwensi tertentu.

Umumnya sebuah IC optocoupler dengan single output phototransistor dapat

mempunyai

bandwidth

sinyal

frekwensi

dari 200 –

300 khz. IC optocoupler pada

umumnya yang dipakai mempunyai 4 kaki pin, optocoupler bisa bertahan sampai

ratusan volt.

Parameter Opto-Isolator

Tegangan kolektor - emiter

Yang dipakai tegangan VCE cut off dalam keadaan basis tidak di aliri tegangan dan arus

kolektor saturasi disaat basis foto transistor di sinari dari LED.

Jarak Creepage

Secara

fisik seberapa

jauh

percikan tegangan dapat

berjalan

mengelilingi bagian

luar

bungkusan optocoupler. Jika sampai ter kontaminasi berikan resistor output yang lebih

kecil.

Arus maju

Arus yang di berikan oleh LED, secara khas opto coupler membutuhkan arus min 5mA

untuk menggerakkan foto transistor.

Tegangan Maju

Tegangan yang masuk melewati LED sampai mrnyala, untuk mulai menggerakkan LED

diberikan tegangan 0.7V, dan secara khas LED diberi tegangan diatas 1V.

Arus gelap kolektor

Arus yang dapat mengalir melewati output foto transistor sewaktu dalam keadaan mati.

Arus elektroda yang mengalir kalau tidak ada arus penyinaran jatuh kepada foto

transistor, kuat arus itu bergantung kepada suhu

Tegangan saturasi kolektor - emiter

Tegangan antara kolektor dengan emiter

waktu output transistor dalam keadaan penuh

(saturasi / jenuh).

Tahanan Isolasi

Tahanan dari

bagian

input

terhadap

bagian

output.

Dan

seharusnya

nilai

tahanannya

sangat tinggi.

Waktu respon

Waktu bangkit dan waktu

jatuh

adalah waktu tegangan keluaran dari 0 sampai

maksimum. Waktu bangkit sangat tergantung pada beban resistor, sejak di tarik keluar

Minimal tahanannya 100 ohm.

Frekwensi Cutoff

Frekwensi

ini

merupakan

frekwensi

tertinggi dari

gelombang segi empat

yang bisa di

berikan melalui opto isolator. Benar – benar frekwensi dimana tegangan keluaran

(output) hanya diayunkan setengah amplitudo dari level tegangan DC (- 3 db = setengah)

oleh karena itu ada hubungan antra waktu bangkit dengan waktu jatuh.

Current Transfer Ratio (CTR)

Rasio ini dari seberapa besar arus kolektor dalam keluaran (output) transistor yang bisa

memberikan nilai pasti dari arus maju dalam bagian input LED. Ini sangat di pengaruhi

dari seberapa dekat LED dengan foto transistor dalam optocoupler, seberapa efesien dari

dua alat tersebut, dan faktor lainnya. Dalam kenyataan tidak konstan tapi bervariasi

sesuai dengan arus maju LED.

Gambar diagram Blok konfigurasi optocoupler bisa di lihat pada gambar 2.26 berikut;

Gambar 2.27 Konfigurasi Diagram Blok Optocoupler

jadi input dari optocoupler adalah Dioda LED yang berguna sebagai penerima data, dan

outputnya bisa berupa

transistor,

foto dioda,

foto

transistor dan

foto

IC yang berguna

sebagai pengirim data,

karakteristik input

akan sama,

dimana

karekteristik

bisa

dilihat

pada

gambar

2.27

dibawah ini;

Gambar 2.29 Karekteristik Dioda LED

Threshold arus bias maju mendekati 1 Volt, dan arus bertambah secara eksponen. Arus

(Arus dioda forward) mulai naik antara 1 mA sampai 100 mA dikirim pada tegangan

di antara 1.1 sampai 1.3 Volt. . Arus I®

(Arus dioda reverse) mulai naik antara 1 mA

sampai 100 mA dikirim pada tegangan V® di antara 13 sampai 14.2 Volt.

Contoh Gambar rangkaian elektronika sederhana dengan menggunakan optocoupler

4N25 sebagai berikut;

Gambar 2.30. Rangkaian Sederhana dengan Menggunakan Opto 4N25

Dari

gambar 2.30

diatas

jenis

optoisolator diatas

menggunakan

foto

transistor

sebagai

keluaran. Merupakan optoisolator termurah dan tentunya mempunyai kekurangan.

waktu bangkit sinyal gelombang output optocoupler lebih lambat dari waktu jatuh sinyal

gelombang

output

karena

sinyal

tegangan

sebelum ke

output

melewati

4K7

pull

transistor, jika waktu sinyal bangkit output ingin di percepat maka nilai tahanan resistor

ini bisa dikurangi.

Waktu LED terlewati arus 10mA, maka LED akan nyala dan menyinari ke foto

transistor dan kemudian menghasilkan sinyal output. Yang menghasilkan 0 V atau sama

dengan ground. Ada sisa-sisa elektron dari LED yang tidak bisa di kirimkan ke foto

transistor. Optocoupler bisa juga mengirim sinyal PWM (pulse width modulation).

Untuk

menghasilkan

output

yang

diinginkan,

oleh

karena sinar LED

hanya

mengenai

basis foto transistor maka bagian emitter foto transistor di berikan tegangan 12 V.

2.11.1 Relay

Relay adalah sebuah saklar yang beroperasi secara elektrikal dengan elektromagnet yang

mengatur hubungan buka atau tutup dari rangkaian elektronika luar.

Arus

yang

mengalir

melalui lilitan dari relay

membuat medan

magnet dimana

menarik

terdapat dua posisi saklar

yang berbeda. Jika

nyala

maka

lilitan dialiri

listrik sehingga

besi yang dililiti menjadi magnet.

Waktu arus mengalir melalui lilitan, menghasilkan medan magnet yang menarik armatur

(material

fero

magnet yang di

gunakan untuk mengkoneksikan kutub – kutub

magnet)

secara

mekanik

yang

terhubung dengan

besi

penggerak.dan

besi

itu

bergerak.

Waktu

arus tidak nyala lagi pada

lilitan,

gerakan armatur di kembalikan oleh

gaya, kira – kira

setengah se keras dengan gaya magnet dalam posisi keadaan tenang. Biasanya ini adalah

per

atau pegas. Kebanyakan

relay

beroperasi

dengan

cepat. Menggunakan catu

daya

yang rendah, mengurangi kebisingan dan mengurangi terjadi percikan listrik.

Jika lilitan di aliri tegangan DC, biasaya dioda di pasang pada

lilitan dengan

melintasi

sebuah relay,

untuk

membuang

energi

dari

kegagalan

medan

magnet

dalam

keadaan

tidak aktif, yang bisa membangkitkan percikan tegangan yang mungkin bisa merusak

komponen pada sirkuit. Jika lilitan di rancang untuk bisa di bangkitkan dengan tegangan

AC, cincin tembaga kecil dapat berkerut pada

ujung kumparan solenoid (kalau dialiri

arus menjadi elektromagnet). Cincin pembuat bayangan ini membuat arus kecil dalam

fase

yang berbeda –

beda,

dimana

menambah

tarikan

minimum pada armatur

dalam

perptaran tegangan AC. [15]

Sangat banyak macam jenis relay, yang di pakai pada skripsi PLC ini relay yang

ber jenis solid state relay

Solid-state relay

Gambar.2.31. Solid State Relay

Solid State Relay (SSR)

ini

merupakan komponen

elektronik yang beberbentuk

zat padat yang memberikan fungsi yang serupa pada sebuah relay elektromekanik yang

tidak mempunyai armatur atau benda – benda yang bergerak. Menambah masa tahan uji.

Solid State Contactor Relay

Solid state

contactor

ini

merupakan

solid

state

relay

yang

mempunyai

fungsi

lebih berat, termasuk penenggelaman panas, di gunakan sebagai penggantian panas

elektrik, motor elektrik yang kecil dan pembebanan cahaya. Dimana perputaran on / off

sering di butuhkan.

Tidak

ada benda –benda

yang bergerak kelihatan keluar dan tidak

ada hubung keras

langsung dengan getaran.

Dalam PLC bisa di kontrol dengan sinyal

AC maupun DC.

Relay

mengijinkan

satu sirkuit

untuk

diganti

sirkuit

ke dua

mana

secara

lengkap terpisah dari yang pertama. Mis; yang satu sirkuit menggunakan tegangan

rendah dan yang satu lagi menggunakan tegangan AC yang tinggi. Tidak ada hubungan

listrik diantara kedua sirkuit tersebut, hubungannya hanya mekanik dan magnet.

Relay bisa bekerja dengan tegangan operasi 5V, 7V, 9V, 12V dan 24V. Dalam

skripsi menggunakan relay yang memakai tegangan 5 V. Dan relay mempunyai tahanan

lilitan

yang berbeda.

Lilitan dari

sebuah

relay dilewati

arus

yang

relatif

besar,

kebanyakan

mikrokontroler

tidak dapat

menyediakan arus yang besar dan transistor

biasanya digunakan

untuk

menguatkan arus IC yang kecil ke

nilai yang

lebih

yang di

butuhkan untuk lilitan relay. Mis; IC 555 mempunyai arus yang besar sekitar 200mA.

Maka alat ini dapat menyediakan arus ke lilitan relay secara langsung, tanpa penguatan.

Pole & Throw

Gambar 2.32. Jenis – jenis Pole dan Throw dalam sebuah Relay

Relay

juga

merupakan

saklar

yang bisa

berganti-

ganti

posisi.

Dimana

posisi

tersebut diatur dalam Pole dan Throw.

Pole adalah kutub magnet pada salah satu elektroda sebuah sel elektrolit dan juga

sebagai Terminal keluaran pada saklar dimana pole bisa mempunyai lebih dari 1 kutub.

Throw adalah merupakan sebuah piranti Penyambung dan pelepas.

Pole dan throw bisa di bagi menjadi beberapa golongan, dimana jenis – jenis Pole dan

Throw sebagai berikut;

•

SPST - Single Pole Single Throw.

Relay jenis SPST ini ada dua terminal yang bisa untuk On atau Off. Total 4

terminal termasuk lilitan.

•

SPDT - Single Pole Double Throw.

Relay jenis SPDT ini ada tiga terminal. Ini juga merupakan saklar yang bisa

berganti posisi. Total 5 terminal termasuk lilitan.

•

DPST - Double Pole Single Throw.

Relay jenis DPST ini mempunyai 4 terminal yang merupakan dua pasang single

Pole single throw yang digerakkan oleh 1 lilitan. Total 6 terminal termasuk

lilitan.

•

DPDT - Double Pole Double Throw.

Relay jenis DPDT ini mempunyai 6 terminal yang merupakan dua pasang single

pole double throw yang digerakkan oleh 1 lilitan. Total 8 terminal termasuk

lilitan.

•

QPDT - Quadruple Pole Double Throw.

Relay jenis QPDT ini mempunyai 12 terminal yang perupakan empat pasang

single pole double throw yang digerakkan oleh lilitan. Total 14 terminal

termasuk lilitan.

Relay yang biasa di gunakan adalah jenis SPDT atau DPDT, dan yang dipakai pada

skripsi

ini

adalah DPDT.

Dalam pengaplikasiaannya

jenis

SPDT

atau

DPDT bisa

gabung

dari

beberapa

relay

jenis tersebut.

Mis

satu alat bisa

terdiri dari

1000

relay

DPDT

Kebanyakan relay di rancang pada PCB dan di hindari solder langsung ke relay, untuk

menghindari kerusakan dari relay yang mungkin bisa membuat bungkusan relay

meleleh.

Dioda pelindung dalam sebuah Relay

Lilitan

relay

menghasilkan

percikan

tegangan

yang

tajam

sewaktu

relay

dimatikan dan ini bisa menghancurkan transistor dan IC dalam sirkuit, dalam skripsi ini

bisa merusak IC AT89S52, untuk menghindari kerusakan tersebut maka terhubung

dengan dioda pelindung yang melintasi pada lilitan relay dan di hubungkan ke transistor.

Dalam skripsi ini pelindungnya memakai IC ULN 2803. dimana pemasangan dioda pada

sebuah relay bisa digambarkan sebagai berikut;

Gambar 2.34. Sebuah dioda pelindung pada sebuah relay.

Transistor dan IC harus terlindungi dari percikan tegangan tajam yang dihasilkan

sewaktu relay di matikan. Gambar 2.34 diatas menunjukkan bagaimana sinyal dioda

(dioda 1N4148) terhubung melintasi sebuah lilitan relay untuk melindungi relay. Dimaa

dioda di pasang terbalik maka dioda secara keadaan normal tidak menghantarkan listrik.

Penghantaran hanya terjadi sewaktu lilitan relay dalam keadaan tidak aktif, dalam

momen ini arus mengalir melalui lilitan dan secara tidak merusak di alihkan melalui

dioda. Tanpa dioda

maka tidak ada arus dapat

mengalir dan

lilitan akan

menghasilkan

percikan tegangan yang dapat merusak relay. Dioda dimaksudkan untuk tetap

mengalirkan arus.

Gambar.2.33. sirkuit simbol dalam hubungan – hubungan Relay

Bisa dilihat pada gambar 2.33 diatas, dimana relay mempunyai nama – nama dalam

berhubungan antar saklarnya, sebagai berikut;

1. COM = Common, merupakan bagian tengah Terminal dari saklar yang bergerak.

2. NO = Normally Open (Normalnya Buka), COM terhubung pada sirkuit sewaktu

lilitan relay dalam keadaan aktif, dan tidak terhubung pada sirkuit sewaktu

lilitan relay

dalam

keadaan

tidak

aktif,

bisa

dilihat

pada

gambar

2.32,

ini

dinamakan

hubungan

bentuk A atau pembuat hubungan. Normally closed sangat bagus untuk aplikasi yang

membutuhkan sirkuit tetap dalam terhubung sampai relay dalam keadaan tidak aktif dan

pada saat mengganti sumber arus yang tinggi dari alat.

Terhubung antara COM dengan NO sewaktu lilitan relay dalam keadaan aktif.

3. NC = Normally closed (Normalnya Tutup), COM terhubung pada sirkuit sewaktu

lilitan relay dalam keadaan mati, dan tidak terhubung pada sirkuit sewaktu lilitan relay

dalam keadaan aktif, bisa dilihat pada gambar 2.32, ini dinamakan hubungan bentuk B

atau

pemutus

hubungan.

Normally

closed

sangat

bagus

untuk

aplikasi

yang

membutuhkan sirkuit tetap dalam terhubung sampai relay dalam keadaan aktif.

Terhubung antara COM dengan NC sewaktu lilitan relay dalam keaadaan tidak aktif.

change-over, hubungan

yang

mengontrol dua sirkuit

yang

berbeda, dimana

yang

satu

sirkuit

dalam

keadaan

hubungan

normally

open

dan

yang

sirkuit

lainnya

dalam keadaan

Normally

terhubung

dengan

Common

Terminal.

ini

dinamakan

hubungan bentuk C atau pengganti hubungan.

Pengganti hubungan ini bisa juga digunakan sebagai single pole changeover" (SPCO)

atau double pole changeover" (DPCO).

Perbandingan antara transistor dengan relay

Di dalam skripsi ini dalam mengendalikan modul output tidak memakai transistor

sebagai penggeraknya, melainkan menggunakan relay.

Transistor juga bisa di gunakan sebagai saklar secara elektrik, sebagai saklar arus DC

yang kecil ( < 1A

), pada tegangan

rendah biasanya

transistor pilihan yang lebih baik

daripada

relay.

Bagaimanapun transistor

tidak

bisa

sebagai

saklar

atau

dalam

bertegangan tinggi dan transistor biasanya bukan pilihan yang baik sebagai saklar arus

yang

besar (

Dalam keadaan

ini

relay

akan

dibutuhkan,

tapi

transistor

masih

dibutuhkan sebagai saklar arus dalam lilitan relay.

Dimana kelebihan dan kekurangan dari relay sebagai berikut;

Kelebihan dari relay terhadap transistor;

Beberapa kelebihan yang dimiliki oleh relay dibanding dengan transistor , yaitu:

1. Relay dapat sebagai saklar dalam

tegangan DC dan AC, sedangkan transistor

hanya bisa sebagai saklar dalam tegangan DC.

2. Relay dapat sebagai saklar dalam tegangan tinggi, sedangkan transistor tidak bisa.

3. Relay

merupakan

pilhan

yang terbaik

sebagai

saklar

dalam arus

yang besar (

5A).

4. Relay bisa

sebagai

saklar

gabungan

yang

mengganti

hubungan-hubungan

saklar

dalam satu relay yang besar, dalam waktu kejadian yang bersamaan.

Beberapa kekurangan yang dimiliki oleh relay dibanding dengan transistor , yaitu:

1. Relay merupakan komponen besar dibandingkan transistor sebagai saklar dalam

arus yang kecil pada sebuah sirkuit.

2. Relay

tidak dapat

mengganti saklar secara cepat (kecuali

relay

lidi),

tapi

transistor bisa bergerak sebagai saklar berkali – kali dalam 1 detik.

3. Relay memakai daya lebih untuk mengalirkan arus melalui lilitan relay.

4. Relay membutuhkan dioda pelindung untuk

menhindari percikan tegangan dari

lilitan relay, sedangkan transistor tidak usah pakai dioda.

5. Relay

membutuhkan arus

yang

lebih,

sehingga

masih

membutuhkan

transistor

untuk mengganti arus pada lilitan relay.

Relay kebanyakan digunakan pada plan yang berprilaku lamban. Plan berprilaku lamban

memiliki

arti

bahwa

reaksi

perubahan

keluaran

plan

lambat

ketika terjadi perubahan

pada masukannya.

2.11.2 Teori Histeresis Dalam Sebuah Relay

Perubahan keadaan keluaran relay sangat dipengaruhi

oleh

keadaan

sinyal

masukan.

Secara

ideal saklar dalam

relay

tertutup jika

masukan dikenai sebuah tegangan positif

dan akan terbuka kalau tidak ada tegangan masukan. Pada kenyataannya saklar tidak

dapat langsung menutup disaat tegangan masukannya berharga positif. Namun

dibutuhkan

beberapa

level tegangan

positif

masukan,

baru saklar

tersebut akan

betul-

betul

tertutup. Demikian

pula

dengan

kondisi terbukanya,

diperlukan sedikit

tegangan

negatif sebelum saklar betul-betul terbuka. Kedua level tegangan inilah yang dinamakan

sebagai lebar histeresis saklar dalam sebuah relay.

Histeresis merupakan titik tegangan dimana saklar dalam relay bisa tertutup atau

terbuka.

Idealnya relay akan on begitu tegangan masukannya positip dan akan off jika tegangan

masukannya negatif. Namun kenyataannya tidaklah demikian. relay itu tidak dapat

langsung 'on' begitu tegangan

masukannya positip dan tidak

langsung 'off' kalau

masukannya negatif. Selang jarak 'on' dan 'off' inilah yang dinamakan lebar histeresis.

Jika tegangangan negatif melebihi

lebar

histeresis saklar dalam relay berubah kondisi

menjadi

'off'.

Namun

jika

tegangan

positif

melebihi

batas

histeresisnya,

saklar

dalam

relay tersebut akan dengan sendirinya berubah menjadi kondisi 'on'.

Terbuka dan tertutupnya saklar tidak diubah dengan mengubah lebar histeresis.

2.12.1 Sejarah ladder work

Ladder work dibuat pada tahun 1997 oleh tim MicroShadow kemudian dikembangkan

dan di tingkatkan dalam software (perangkat lunak) program otomatisasi LadderWork.

LadderWork merupakan program tangga pertama atau FBD compiler untuk sistem yang

tersimpan

dan

memperkenankan

untuk

digunakan

pada

sistem

PLC

dengan

menggunakan pernagkat keras mikrokontroler 8051. Program LadderWork bisa

digunakan pada pabrik – pabrik PLC dalam berbagai perusahaan.

2.12.2 Teori Singkat dan Penjelasan Program Ladder Work.

Program Ladder work menyederhanakan cara kerja progam bahasa tangga dengan

gambar permukaan yang dikenal dan di sukai pemakai dimana dengan mouse komputer

dapat ditarik dan ditaruhkan

gambar-gambar

objek

komponennya

dalam lembar kerja,

dan menghubungkan semua komponennya dengan kabel dan semuanya terhubung

berdasarkan

konstruksi

program pada

modul

program.

Semuanya

bisa

gambarkan

dalam program PLC, yang bisa di test semuanya.

LadderWork merupakan cara termudah untuk memprogram kontrol otomatisasi.

Bahasa standard dalam Ladder work sangat kaku, komponen-komponen ditetapkan

dalam satu

sel

diantara

dua

rel,

dimana sel

ini

sebut

rung,

Bahasa

Standard

LadderWork memiliki banyak batasan dalam hubungan-hubungannya. Sekarang

program LadderWork

terdapat editor skematik yang sangat kuat. Komponen-komponen

dapat di tempatkan di

mana

saja dan tidak ada batasan pada arus balik hubungannya.

Skematik

LadderWork

menampilkan sirkuit

elektronik

dalam lembar

kerja.

Sekarang

LadderWork mempunyai tambahan komponen yang berupa port logika dan flip-flop,

Program ladderWork

sangat

membutuhkan

user

yang

benar-benar

berpengalaman

dan

menguasai dalam logika aljabar boolean.

Dengan ladderWork tidak perlukan untuk menguasai bahasa assembly, interupt dan

arsitektur hardware 8051. yang penting bisa menguasai aljabar boolean dan menguasai

dalam perancangan setiap rung dalam LadderWork, menguasai dalam penempatan

saklar , relay, timer, counter, lampu dan lain-lain.saklar bisa sebagai input, lampu bisa

sebagai output, dan relay

bisa sebagai

pembuat

hubungan.

Banyak

masalah

dalam

kontrol otomatisasi yang menggunakan LadderWork sebagai solusinya.

Dengan Program LadderWork dapat menggunakan IC mikrokontroler dalam pembuatan

PLC. Dalam LadderWork ini bisa menggunakan semua

jenis mikrokontroler 8051, dan

dapat memposisikan setiap sumber I/O portnya.

Jadi bisa di set input atau output dari

sumber pin setiap port di IC mikrokontroler, dari Port 0.0..0.7 sampai Port 3.0..3.7.

LadderWork

mempunyai

kecepatan

kerja

yang

kecil,sistem yang

dibutuhkan

adalah

minimum.

Contoh:

dalam kebutuhan

sistem hardware

8051

dengan

Timer

hanya

membutuhkan 20 bytes dari internal RAM, termasuk stack (tumpukan) area.

2.12.3 Pengertian dan hubungan-hubungan dalam Program LadderWork

LadderWork adalah pengembangan program aplikasi, pengembangan sistem dari bahasa

dan

BASIC. Bahasa program

lain pada

umumnya berdasarkan

format tulisan

untuk

membuat

suatu

fungsi

dalam

mengontrol PLC, sedangkan

LadderWork

menggunakan

gambar saklar, relay dan sirkuit elektronik sebagai bahasa programnya.

LadderWork dapat digunakan dengan pengalaman program yang sedikit. LadderWork

menggunakan intilah-istilah, gambar-gambar

yang dikenal oleh teknisi

mesin dan

elektro. LadderWork lebih bergantung pada simbol-simbol gambar daripada tulisan

sebagai bahasa programnya.

LadderWork mempunyai perpustakaan yang luas mengenai bahasa Ladder yang bisa

mengontrol

berbagai

macam sistem otomatisasi.

LadderWork

mempunyai

alat

pengembangan program. Dan bisa melihat data dan debug pengembangan program

secara mudah.

LadderWork bisa dibilang merupakan Ladder Logika, ladder logika adalah set instruksi

yang

menyediakan

beberapa

servis

dari

real

time,

I/O,

user

interface,

dan

beberapa

servis lainnya yang serupa. Servis-servis ini berhubungan dengan aplikasi PLC.

Relay Ladder logika menampilkan kombinasi dari hubungan-hubungan dan lilitan

fungsi-fungsi dari AND atau OR. PLC mengubah Ladder

logika dari rancangan

perangkat keras (hardware design) ditulis dalam bahasa tingkat tinggi, yang dikhusukan

untuk proses kontrol logik. LadderWork mendukung banyak tipe struktur programming,

termasuk looping, fungsi matematika, aljabar boolean, kontrol PID (proportional integral

derivative), dan banyak fitur lainnya. LadderWork ini serupa dengan logika relay, yang

mengontrol otomatisasi dan meninjau di pabrik. setiap pabrik mempunyai macam-

macam variasi ladder

logika

masing-masing. Fitur PLC ada

yang berbeda dengan fitur

LadderWork.

Kode assembly

mikroprosesor

akan dibangkitkan

dengan

memilih compile di tombol

menu BUILD. Program LadderWork mempunyai editor skematik yang sangat kuat

dengan fitur-fitur lainnya dan bantuan (help). Koding LadderWork sangat efisien. Kode

assembly

mikroprosesor

secara

langsung

dibangkitkan dengan compiler jadi tidak ada

intruksi tambahan yang mempengaruhi hasil output. Dengan LadderWork bisa

didapatkan ukuran yang terbaik dan

kecepatan koding yang optimal. Program

LadderWork

menghasilkan

kode dalam bentuk hexadesimal

sebagai

hasil

outputnya.

Daftar

program dan

koding assemblnya bisa

digunakan

sebagai penyusun proses,

jadi

dapat di cek

instuksi

demi

instruksi

dala kode program.

Banyak

alat

PLC di pabrik-

pabrik yang menggunakan program LadderWork yang dapat langsung di upload dengan

menekan tombol UPLOAD. Program LadderWork mempunyai standard diagram Ladder

dan alat relay logika. LadderWork mempunyai ekstra komponen seperti port logika dan

fungsi-fungsi pemrogram.

LadderWork dapat menggunakan memori Internal dan memori eksternal.

Dalam Skripsi PLC

ini

menggunakan Internal ROM

dalam

menyimpan program

LadderWork.

Program LadderWork biasa di sebut dengan Virtual Sirkuit, karena gambar dan operasi

mereka

merupakan tiruan dari

sirkuit yang sebenarnya.

Bagaimanapun fungsinya sama

dengan bahasa pemrograman konvensional. Setiap elemen dari perpustakaan komponen

digambarkan sebagai modul dari program.

Sewaktu user memilih dan menempatkan

komponen

baru pada

layout

proyek sebenarnya dan dihubungkan dengan kabel pada

sirkuit, yang secara langsung terhubung modul program berdasarkan konstruksi program

LadderWork Integrated Development Enviroment (IDE)

Gambar 2.35. IDE LadderWork

Pada

gambar 2.35 di atas menggambarkan lingkungan program LadderWork.

LadderWork terintegrasi dalam

gambar-gambar dan

fitur-fiturnya. Yang dapat di

gambar

skematik,

kompile

program

dan

upload

kode

untuk

menjalankan PLC

dalam

satu window. [16]

Penjelasan secara detail Menu-menu LadderWork

Program LadderWork

biasanya

disebut

dengan

Virtual

sirkuit.

LadderWork

menggambarkan komponen-komponen yang terhubung dengan kabel yang mewakilkan

dari alat PLC, dan yang selalu berinteraksi dengan PLc.

Pada Program LadderWork bisa kita operasikan berdasarkan menu-menu yang

ada pada gambar berikut;

Gambar.2.36. IDE LadderWork dengan keadaan awal

Gambar 2.37. Gambar Ladder Work dalam keadaan sedang beroperasi

Dari gambar 2.37 diatas menampilkan tampilan dari program LadderWork. LadderWork

merupakan suatu lingkungan dari status, fitur-fitur, tempat komponen (Component Bar)

dan

kumpulan komponen

yang

terhubung

salah

satu dengan

yang

lain

dengan

kabel,

yang semuanya terintegrasi menjadi satu, yang bisa di gambarkan skematik, yang bisa di

kompile dan di upload di satu window.

Berikut ini penjelasan Menu-menunya dan setiap tombol beserta fungsinya;

Menu-menu yang ada dalam LadderWork

Standard toolbar

merupakan tempat dimana terdapat

yang mempunyai perintah-

perintah seperti new, save, load, dan close project.

Tool bar

merupakan window

tempat dimana untuk alat

seperti kabel, text, pembesar

atau pemgecil dan tempat pengambilan gambar bitmap.

Compile bar

Compile bar berisi perintah-perintah

untuk

membangkitkan kode dan perintah

lainnya

yang berhubungan dengan PLC seperti; compile, upload, run, stop.

Componen bar

Tempat

dimana komponen-komponen

berada,

yang berguna

untuk

perancangan

PLC

dalam LadderWork.

Status bar

Tempat dimana berisi informasi mengenai status LadderWork.

Message window

Tempat dimana berisi

informasi

mengenai status program yang sedang berjalan.

Informasi atau pesannya bisa dalam 3 kelas; informasi, peringatan, kesalahan (error).

1. Tempat Peralatan IDE (IDE toolbar)

IDE berisi peralatan berupa tombol-tombol yang mempunyai fungsi masing-masing dan

status indikasi untuk di kompile (compile), untuk di jalankan (Run) dan debug

LadderWork, IDE juga berisi ukuran font (huruf cetakan) dan pilihan warna untuk meng

edit LadderWork

Dimana bisa dilihat pada gambar 3.37 berikut;

Gambar 3.38 IDE ToolBar LadderWork

2. File

Gambar 3.39 Menu File

Dari gambar 3.39 diatas menunjukkan bahwa Menu file berisi perintah-perintah seperti

New, Open, save dan close project. Dan menu file yang bagian bawah berisi informasi

daftar file yang sedang digunakan.

New Project

Pilihan

ini

untuk

memulai

proyek

baru,

dan

proyek

sebelumnya

pada

program

LadderWork akan terhapus

Open project

pertama-tama buka menu File dan pilih tombol Open, cari file yang ingin kita buka yang

ber extension PJN

Save Project

Pilihan ini akan menyimpan proyek

yang sedang berlangsung.diperlukan

nama sebuah

file dan file yang disimpan dengan extension PJN.

Save As

Pilihan ini bisa untuk menyimpan proyek yang sedang berlangsung dan nama file baru

lainnya. File yang disimpan dengan extension PJN.

Close Project

Pilihan ini untuk menutup proyek yang sedang berlangsung.

Pilihan perintah ini untuk mencetak gambar skematik pada printer.

Print Preview

Pilihan perintah ini memberikan gambar persis sama dengan hasil yang akan di cetak.

Page Seutp

Banyak pilihan untuk memilih jenis kertas pada tombol perintah page Setup.

Print Setup

Pilihan

ini

menentukan jenis

printer

yang

ingin

dipakai,

ukuran

kertas yang

ingin

cetak dan orientasi dari cetakan.

Exit

Keluar dari program LadderWork.

3. Edit

Gambar 3.40 Menu Edit

Gambar

3.40

diatas

ditampilkan

gambar

Menu edit,

dimana

mempunyai

kemampuan

seperti; copy, cut, paste, dan delete.

Undo

Perintah ini mengembalikan keadaan sebelumnya dari aksi yang sekarang.

Cut

Perintah

ini

memampukan

untuk

memindahkan

komponen

atau objek

skematik

tempat skematik yang lain.

Copy

Perintah ini mengijinkan

untuk mengkopi komponen atau objek di skematik ke tempat

skematik yang lain.

Paste

Perintah ini menaruh komponen atau objek di skematik yang sebelumnya uda di cut atau

di copy.

Delete

Dengan perintah ini dapat menghapus komponen atau objek dari skematik.

Notes

Pilihan

ini

untuk

membuka

editor

kecil,

yang

berguna

untuk

memberikan

informasi

penting mengenai proyek yang sedang di bangun.

4. BUILD

Gambar 3.41 Menu BUILD

Menu ini berfungsi jika proyek sudah diberi nama filenya.

Compile

Build

dan

pilih compile

kemudian akan

keluar

pernyataan dari

status

kompile,

seperti pada gambar 3.42 berikut;

Gambar 3.42 Status Compile dengan tanpa kesalahan

Gambar 3.42 diatas menunjukkan hasil kompile, yang menunjukkan hasil kompile tidak

ada kesalahan (error), dan window satu lagi menunjukkan laporan kompile.

Dan

kalau

terjadi

kesalahan

dalam

meng

kompile

maka

akan

keluar

tampilan

pada

gambar 3.43 berikut;

Gambar 3.43 Status compile dengan kesalahan

Dengan perintah compile maka dilakukan proses kompile, dan di bangkitkan kode-kode

kedalam bentuk hexa desimal.

Upload

UpLoad ini memampukan program bisa dimasukkan langsung pada alat PLC melalui RS

232,

dalam skripsi

ini

memakai

ISP

Atmel

untuk

memasukkan

programnya.

Dengan

menggunakan memori EPROM sebagai pengisian kodenya. Pilihan Upload bisa dicari

pada

BUILD,

kemudian

kompile, bisa

juga

dua-duanya

langsung

pada

BUILD pilih Compile & UpLoad. Untuk ini langsung di jalankan dengan memilih menu

BUILD dan pilih tombol Run.

Dimana gambar pilihan menunya bisa di lihat pada gambar 3.41 berikut;

Gambar 2.44 Menu Upload

Banyak

model PLC

yang

memakai program

LadderWork

yang

kode-kodenya

bisa di

masukkan ke alat PLC.

Dalam skripsi menu ini tidak dipakai, karena program lagsung di masukkan pada

memori EPROM pada IC AT89S52 dalam alat PLC.

Run

Pilihan ini yntuk menjalankan program pada alat PLC.

Dalam skripsi menu ini tidak dipakai, karena program lagsung di masukkan pada

memori EPROM pada IC AT89S52 dalam alat PLC.

Stop

Pilihan ini untuk memberhentikan program yang sedang dijalankan. Tapi menu ini juga

tidak dipakai dalam skripsi.

5. View

100

Gambar 2.45 Menu View

Toolbar

Piliha

ini

membuka

pilihan-pilihan

pada

sub

menu,

seperti

pada

gambar

2.46

berikut;

Gambar 2.46 pilihan-pilihan dari sub menu Toolbar

Standard

Pilihan ini bisa

mengeluarkan

standard pada window IDE

LadderWork, seperti;

new, load, save, print, logikal link, grid dan lain-lain.

Tools

Pilihan sub menu ini

mengeluarkan menu tool pada window IDE LadderWork, seperti;

peralatan untuk penempatan komponen seperti kabel, text, pembesar atau pengecil

komponen, bitmap dan lain-lain.

101

Compile

Pilihan sub menu ini untuk menampilkan menu compile pada window IDE LadderWork,

seperti; Compile, upload, run, stop dan lain-lain.

Components

Pilihan ini untuk menampilkan menu komponen pada window IDE LadderWork. Menu

ini

berisi

komponen-komponen

yang

akan

di tempatkan

dalam

skematik.

Dimana

komponen ditempatkan berdasarkan grupnya dan fungsinya.

Grid

Pilihan ini yang menentukan bintik-bintik pada lembarkerja.

Reference Grid

Pilihan

ini

untuk

menampilkan

penunjuk ukuran

dalam

lembar kerja

pada

IDE

LadderWork.

Watch

Pilihan

yang

memampukan

user

untuk

melihat

keadaan

setiap

kaki

port

pada

sirkuit elektronik yang dibuat dalam program LadderWork.

Options

Pilihan menu ini dalam menu View akan memberikan informasi-informasi seperti; nama

label setiap komponen pada skematik, logikal link, hubungan-hubungan simpul, lebar

horisontal dan vertikal antara bintik-bintik pada lembar kerja.

6. Zoom

102

Gambar 2.47. Menu Zoom

Zoom fit screen

Perintah ini untuk membuat gambar skematik beserta komponennya yang sedang dibuat

sebesar ukuran layar / window.

Zoom in

Perntah ini untuk mengecilkan ukuran gambar skematik beserta komponennya.

Zoom out

Perintah ini untuk memperbesar ukuran gambar skematik beserta komponennya.

Zoom 1:1

Perintah

ini

untuk

mengembalikan

ukuran

gambar

skematik

beserta

komponennya

ukuran sebelumnya, seukuran normal dimana perbandingannya 1:1.

7. Options

Gambar 2.48. Menu Options

Compiler Options

ini

untuk menentukan pilihan-pilihan dalam compiler, dimana isi dari

ini

menentukan; jenis memori, kecepatan sistem clock. Dimana bisa dilihat pada

gambar 2.49 berikut;

103

Gambar 2.49. Sub Menu Compiler

8051 Memory

Pilihan ini untuk menentukan memori 8051 yang dipakai, ada dua pilihan; memori

internal dan memori eksternal.

Temporary Node Memory

Kompiler

memakai sel

RAM untuk menyimpan informasi node sementara. Dengan sub

menu ini bisa memilih tempat memori untuk menyimpan informasi node sementara, ada

dua pilihan; memori internal RAM dan memori eksternal RAM.

Syncronism node memory

Sewaktu kompiler mendeteksi arah dari node, node sementara di buat, dimana prosesnya

bersamaan,

pilihan

ini

menentukan

prosesnya di

memori

internal

atau

memori

eksternal.

104

Timing Precision

Pilihan ini menentukan resolusi dari waktu yang ingin di tentukan. Ketelitian yang tinggi

berarti

lebih teliti

batasan

waktunya

tapi

lebih cepat

frekuensi

interrupt

hardwarenya.

Ketelitian yang lebih rendah berarti lebih rendah ketelitian batasan waktunya tetapi lebih

lambat pergantian interrupt hardwarenya.

Auto sync before n-way node

Pilihan

ini

menentukan flag aktif atau tidak, jika aktif maka arah

node tersinkronisasi

secara otomatis. Pilihan ini bermaksud mengoptimalkan node.

Auto debounce after phisical input

Pilihan ini berfungsi untuk menetapkan komponen yang bergetar secara otomatis setelah

sinyal input.

Assume deffault Value for hanged inputs

Pilihan ini

membuat compiler

menentukan nilai untuk

input yang tidak terhubung. Jika

pilihan

ini

tidak

diaktifkan

maka

tidak ada

input

yang

tidak

terhubung

menghasilkan

pesan salah.

Port

Pilihan ini yang menentukan hubungan RS

232 ke com berapa, dan menentukan

kecepatan

transmit

dan

receivenya,

dan

menentukan

port

komunikasi

untuk

melihat

105

keadaan setiap kaki port pada sirkuit elektronik yang dibuat dalam program

LadderWork.

System Edit

Menu ini merupakan editor sistem modul I/O, dimana sistem edit ini yang menentukan

status setiap kaki pin pada port-port IC 8051 dan pada skripsi ini dipakai IC AT 89S52.

dimana sistem edit ini bisa

mengaktifkan atau

menonaktifkan

setiap kaki pada IC AT

89S52, dan juga bisa

menentukan keluaran

input atau output dalam keadaan aktif

low

atau aktif high.

Pada skripsi ini untuk menentukan fungsi setiap kaki pada IC AT 89S52, maka

digunakan

sistem edit

ini.

Dan

sistem edit

ini

berhubungan

langsung

dengan

setiap

komponen pada skematik. Jadi jika port 1 di gunakan untuk tempat input maka

diskematik komponen inputnya semua memakai port 1 dan jika port 0 di gunakan untuk

tempat output maka diskematik komponen outputnya semua memakai port 0. dan

setelah sudah di tentukan semua fungsi setiap kaki komponen pada skematik, kemudian

di kompile untuk mendapatkan kode file dalam bentuk hexa desimal.

8. Component Bar

106

Gambar 2.50 Tempat penyimpanan komponen-komponen

Tempat penyimpanan komponen bisa berubah tergantung dengan versi dari program

LadderWork.

Tempat

penyimpanan komponen berisi komponen-komponen yang ingin

digunakan pada skematik, seperti clock, delay, saklar, lampu, input, output, Timer,

counter dan banyak komponen elektrik lainnya.

Semua komponen di tempatkan sesuai grup dan fungsinya. Seperti grup analog device,

logical symbol dan lain-lain.