SISTEM PENGUKURAN DAN PEMOTONG KERTAS OTOMATIS … · Pada sistem ini menggunakan gunting sebagai alat pemotong kertasnya. GUI untuk sistem pengukuran dan pemotongan kertas otomatis

i

TUGAS AKHIR

SISTEM PENGUKURAN DAN PEMOTONG KERTAS

OTOMATIS MENGGUNAKAN INCREMENTAL

ROTARY ENCODER BERBASIS PLC OMRON

CPM2A

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh :

ADITHIO KUSWIDIYANTO

NIM : 145114068

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2018

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

FINAL PROJECT

AUTOMATIC PAPER MEASUREMENT AND

CUTTER SYSTEM USING INCREMENTAL ROTARY

ENCODER BASED ON PLC OMRON CPM2A

In a partial fulfilment of the requirements

For the degree of Sarjana Teknik

Department of Electrical Enginering

Faculty of Science and Technology Sanata Dharma University

Compiled by :

ADITHIO KUSWIDIYANTO

NIM : 145114068

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2018






vii

LEMBAR PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP

MOTTO :

SYUKURI SETIAP KEJADIAN YANG KITA ALAMI SEBAGAI BAGIAN

DALAM PROSES PENGEMBANGAN DIRI

Skripsi ini saya persembahkan untuk

Yesus Kristus yang selalu melindungi dan mengasihiku

Kedua orang tuaku Bapak Antonius Gunawan dan Ibu Tuning Setyaningsih

Dan Adikku tersayang Dheanita Kuswidyawati yang selalu mendoakan dan

menyemangatiku

Serta sahabat-sahabatku yang kucintai.


viii

INTISARI

Pada industri percetakan, terdapat mesin-mesin besar untuk pengukuran dan pemotongan kertas secara otomatis. Penggunaan mesin-mesin besar tersebut untuk skala produksi yang besar. Untuk skala produksi yang lebih kecil menggunakan sistem yang lebih sederhana. Sistem dalam penelitian ini mencoba mengadopsi sistem dalam mesin-mesin percetakan besar untuk sistem yang lebih sederhana. Dengan memanfaatkan PLC Omron CPM2A untuk mengendalikan proses pengukuran dan pemotongan kertas secara otomatis supaya dapat menghemat waktu dan tenaga. Salah satu komponen penting yang digunakan pada sistem ini adalah incremental rotary encoder yang memberi masukan pada PLC Omron CPM2A berupa pulsa-pulsa yang digunakan sebagai acuan dalam melakukan pengukuran. Satu pulsa masukan dari incremental rotary encoder yang digunakan dikonversikan menjadi 1 milimeter (mm) untuk ukuran kertas. Sistem ini menggunakan software Microsoft Visual Basic 6.0 sebagai GUI pengendalian sistem. GUI yang digunakan untuk memberi masukan berupa ukuran kertas yang akan dipotong dalam satuan milimeter dan jumlah potongan kertas sesuai yang diinginkan. Pada sistem ini menggunakan gunting sebagai alat pemotong kertasnya.

GUI untuk sistem pengukuran dan pemotongan kertas otomatis dapat melakukan komunikasi dengan PLC Omron CPM2A untuk mengendalikan dan memonitoring sistem. Komponen incremental rotary encoder dapat bekerja dengan baik dengan memberi pulsa masukan pada PLC. Terdapat penyimpangan pada setiap ukuran dengan rata-rata penyimpangan keseluruhan sebesar 1,142 mm atau 2,36%. Masih terdapat gangguan yang menyebabkan tingkat keberhasilan jalannya kertas berbeda-beda pada setiap ukurannya. Gangguan ini berupa tersangkutnya kertas pada beberapa bagian perangkat keras sistem. Dengan rata-rata tingkat keberhasilan jalannya kertas dari setiap ukuran sebesar 75,6%. Kata Kunci : PLC Omron CPM2A, Microsoft Visual Basic 6.0, incremental rotary

encoder, kertas.


ix

ABSTRACT

There are big machines that use for measuring and cutting paper on the printing industries. The use of big machines for massive production. For much more less production, use the simple system for the machine. The system of this research tries to adopt the system of the big cutting machine to apply to the simple system. Based on PLC Omron CPM2A to control the measurement and cutting process automatically for safe time and energy. One of an important component on this system is an incremental rotary encoder, which gives pulse input for measurement reference. One pulse input from incremental rotary encoder converted to 1 millimeter for paper size. This system uses Microsoft Visual Basic 6.0 software for controlled GUI. GUI use for input system for paper size in millimeter (mm) and amount of paper pieces. The cutter tool on this system is scissor. GUI for automatic measurement dan cutting paper can communicate with PLC Omron CPM2A to control and monitoring system. Incremental rotary encoder works properly to give pulse input for PLC’s system. There are deviation in each size with an average overall deviation of 1.142 mm or 2.36%. The system had interference which causes difference success level of paper movement on each size. The interference is paper movement was caught on the side of the paper lane of the hardware. The average of the success level of paper movement each size is 75,6 %. Keywords : PLC Omron CPM2A, Microsoft Visual Basic 6.0, incremental rotary encoder,

paper.


x

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan karunia-Nya

sehingga Tugas Akhir ini yang berjudul “Sistem Pengukuran dan Pemotong Kertas

Otomatis Menggunakan Incremental Rotary Encoder Berbasis PLC OMRON CPM2A”

dapat terselesaikan dengan baik

Selama menulis dan menyelesaikan Tugas Akhir ini, begitu banyak pihak yang

membantu dan mendukung dengan cara dan kemampuan masing-masing. Oleh karena itu,

penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Bapak Sudi Mungkasi, S.Si., M.Math.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi, Universitas Sanata Dharma.

2. Bapak Petrus Setyo Prabowo, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik

Elektro, Universitas Sanata Dharma.

3. Bapak Djoko Untoro Suwarno, S.Si., M.T., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir

dan Dosen Pembimbing Akademik yang dengan sabar membimbing, mengarahkan,

serta memberi kritik dan saran selama penulis berkuliah dan menyelesaikan Tugas

Akhir.

4. Ibu Ir. Theresia Prima Ari Setiyani, M.T., dan Bapak Martanto, S.T., M.T., selaku

dosen penguji.

5. Semua dosen dan laboran yang telah membantu penulis dalam proses perkuliahan.

6. Kepada Bapak Gunawan, Ibu Tuning Setyaningsih dan Dek Dheanita

Kuswidyawati yang selalu mendoakan, mendukung dan menjadi penyemangat

dalam menyelesaikan perkuliahan dan menyelesaikan Tugas Akhir.

7. Untuk sahabat-sahabat sekontrakan, Angga, Tegar, Chelin, dan Rico, yang selalu

memberikan perhatian dan tawa dalam kebersamaan setiap saat dan setiap hari.

8. Untuk sahabat-sahabat pecinta “Orang Tua”, Antony, Edi, Angga, Rico, dan

Pampam, yang selalu berbagi cerita suka ataupun duka di bawah pendampingan

“Orang Tua”.

9. Untuk kak Manik dan kak Krista yang dengan sabar menjawab pertanyaan-

pertanyaan dan membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir.

10. Untuk teman saya Indah Permatasari yang selalu memberi semangat dan perhatian

dalam mengerjakan skripsi.



xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL (BAHASA INDONESIA) ................................................................... i

HALAMAN JUDUL (BAHASA INGGRIS) ........................................................................ ii

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

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

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

HALAMAN PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS ............................................................................................ vi

LEMBAR PERSEMBAHAN DAN MOTTO HIDUP ........................................................ vii

INTISARI ........................................................................................................................... viii

ABSTRACT ......................................................................................................................... ix

KATA PENGANTAR ........................................................................................................... x

DAFTAR ISI ....................................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... xv

DAFTAR TABEL................................................................................................................xx

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

PENDAHULUAN ................................................................................................................. 1

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

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ............................................................................... 2

1.2.1. Tujuan Penelitian ............................................................................................. 2

1.2.2. Manfaat Penelitian ........................................................................................... 3

1.3. Pembatasan Masalah ............................................................................................... 3

1.4. Metodologi Penelitian ............................................................................................. 4

BAB II ................................................................................................................................... 6

DASAR TEORI ..................................................................................................................... 6

2.1. PLC (Programmable Logic Controller) [1] ............................................................ 6

2.1.1. Komponen-Komponen Utama PLC [1] ........................................................... 6

2.2. PLC Omron CPM2A [19] ..................................................................................... 10

2.3. Incremental Rotary Encoder [14] ......................................................................... 10

2.4. Instruksi High-Speed Counter [19] ....................................................................... 12


xiii

2.5. Phototransistor [13] .............................................................................................. 13

2.6. Light Emitting Diode (LED) ................................................................................. 14

2.7. Optocoupler [13] ................................................................................................... 14

2.8. Motor DC [3] ........................................................................................................ 16

2.9. Relay [7] ............................................................................................................... 17

2.10. Microsoft Visual Basic 6.0 [15] ........................................................................ 18

2.11. Komunikasi melalui port serial [15].................................................................. 19

2.12. Karakteristik sinyal port serial [15] ................................................................... 19

2.13. RS232C [15] ...................................................................................................... 19

2.14. Properti MSComm [15] ..................................................................................... 20

2.15. Komunikasi Host Link [19] ............................................................................... 21

2.16. Limit switch [12] ............................................................................................... 26

2.17. Mekanisme potong dengan sistem shear .......................................................... 26

2.18. Analisis Statistik ................................................................................................ 27

2.18.1. Nilai Rata-Rata [16]....................................................................................... 27

2.18.2. Nilai simpangan (deviasi) [16] ...................................................................... 28

2.18.3. Nilai Simpangan Rata-rata [16] ..................................................................... 28

2.18.4. Nilai Simpangan Baku Data Tunggal (Standar Deviasi) [16] ....................... 28

2.18.5. Nilai Kesalahan yang mungkin [2] ................................................................ 29

BAB III ................................................................................................................................ 31

RANCANGAN PENELITIAN ........................................................................................... 31

3.1. Proses Kerja Sistem .............................................................................................. 31

3.2. Perancangan Perangkat Keras ............................................................................... 32

3.2.1. Perancangan Model Sistem ........................................................................... 32

3.2.2. Perancangan Konstruksi Sensor Optoreflector .............................................. 35

3.2.3. Perancangan Incremental Rotary Encoder dan Roller ................................. 36

3.2.4. Perancangan Motor DC ................................................................................. 39

3.2.5. Perancangan Pengkabelan PLC ..................................................................... 41

3.3. Rancangan Perangkat Lunak................................................................................. 44

3.3.1. Diagram Alir Proses Kerja Sistem................................................................. 44

3.3.2. Subrutin Persiapan Kertas ............................................................................. 45

3.3.3. Subrutin Proses Masukan pada Visual Basic ................................................ 46

3.3.4. Subrutin Proses Pemotongan Kertas.............................................................. 48


xiv

3.3.5. Perancangan Visual Basic 6.0 ....................................................................... 49

BAB IV ................................................................................................................................ 52

HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................................................... 52

4.1. Hasil Sistem Lengkap ........................................................................................... 52

4.1.1. Bahan Penyusun Perangkat Keras ................................................................. 53

4.1.2. Perubahan dan Penambahan Pada Sistem ..................................................... 60

4.2. Pengujian dan Implementasi Perangkat Lunak Pada Perangkat Keras ................. 68

4.2.1. Pengoperasian Sistem .................................................................................... 68

4.2.2. Program Awal Sistem .................................................................................... 69

4.2.3. Program Reset Nilai Pulsa Masukan ............................................................. 75

4.2.4. Program High-Speed Counter ....................................................................... 78

4.2.5. Program Counter Potongan Kertas ................................................................ 84

4.3. Data dan Analisa Hasil ......................................................................................... 87

4.3.1. Data Pengukuran Ukuran 30 mm .................................................................. 89





4.3.6. Analisa Hasil ................................................................................................. 97

4.4. Penjelasan Fungsi High-Speed Counter .......................................................... 104

4.4.1. Pengaturan Awal Fungsi High-Speed Counter ............................................ 105

4.4.2. Instruksi-Instruksi Pada Fungsi High-Speed Counter ................................. 106

BAB V ............................................................................................................................... 113

KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................................... 113

5.1. Kesimpulan ......................................................................................................... 113

5.2. Saran ................................................................................................................... 113

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................................ 115

LAMPIRAN ...................................................................................................................... 117


xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Model diagram blok perancangan ..................................................................... 4

Gambar 2.1 Konfigurasi dasar PLC [1]................................................................................. 6

Gambar 2.2 Bagian-bagian pada memori .............................................................................. 8

Gambar 2.3 Rangkaian input PLC [1] ................................................................................... 9

Gambar 2.4 Konfigurasi PLC Omron CPM2A ................................................................... 10

Gambar 2.5 Rangkaian Incremental Rotary Encoder [13] ................................................. 11

Gambar 2.6 Hasil sinyal keluaran incremental rotary encoder [17] .................................. 11

Gambar 2.7 Hasil sinyal keluaran incremental rotary encoder dengan satu sensor [19]..... 12

Gambar 2.8 Satu siklus pulsa masukan pada Increment Mode ........................................... 13

Gambar 2.9 Pengkabelan input increment mode pada PLC ................................................ 13

Gambar 2.10 Phototransistor ............................................................................................... 13

Gambar 2.11 Light emitting diode. ..................................................................................... 14

Gambar 2.12 Modul sensor Optointerrupter........................................................................ 15

Gambar 2.13 Modul sensor Optoreflector TCRT5000 ........................................................ 16

Gambar 2.14 Motor DC [8] ................................................................................................. 16

Gambar 2.15 Konstruksi relay [7] ....................................................................................... 17

Gambar 2.16 Konfigurasi Kontak Relai .............................................................................. 18

Gambar 2.17 Konfigurasi pin konektor serial DB 9 ............................................................ 20

Gambar 2.18 Komunikasi host link ..................................................................................... 21

Gambar 2.19 One-to-one communication ........................................................................... 22

Gambar 2.20 One-to-N communication .............................................................................. 22

Gambar 2.21 Prosedur komunikasi host link PLC Omron CPM2A ................................... 23

Gambar 2.22 Format command frame komunikasi host link .............................................. 23

Gambar 2.23 Format response frame komunikasi host link ................................................ 24

Gambar 2.24 FCS calculation range .................................................................................... 25

Gambar 2.25 Contoh perhitungan FCS ............................................................................... 26

Gambar 2.26 Konstruksi Limit Switch ................................................................................ 26

Gambar 2.27 Proses pemotongan shearing.......................................................................... 27

Gambar 2.28 Kurva untuk hukum Normal .......................................................................... 29

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem.......................................................................................31


xvi

Gambar 3.2 Model sistem pemotong kertas tampak 3 dimensi saat gunting naik .............. 33

Gambar 3.3 Model sistem tampak atas ................................................................................ 34

Gambar 3.4 Model prototype pemotong kertas tampak 3 dimensi saat gunting turun ........ 34

Gambar 3.5 Model sistem tampak depan ............................................................................ 34

Gambar 3.6 Model sistem tampak samping kiri .................................................................. 35

Gambar 3.7 Konstruksi sensor optoreflector 1 .................................................................... 35



Gambar 3.10 Rancangan piringan pada rotary encoder ...................................................... 38

Gambar 3.11 Komponen penyusun incremental rotary encoder ......................................... 38

Gambar 3.12 Model perancangan roller .............................................................................. 39

Gambar 3.13 Perancangan roller dan roda gigi ................................................................... 40

Gambar 3.14 Pengkabelan input dan ouput PLC ................................................................ 41

Gambar 3.15 Pengkabelan output pada PLC ....................................................................... 43

Gambar 3.16 Diagram alir keseluruhan sistem ................................................................... 44

Gambar 3.17 Diagram alir subrutin persiapan kertas .......................................................... 46

Gambar 3.18 Diagram alir menerima masukan dari visual basic ........................................ 47

Gambar 3.19 Diagram alir subrutin pengukuran kertas ...................................................... 48

Gambar 3.20 Diagram alir proses pemotongan kertas ........................................................ 48

Gambar 3.21 Tampilan Interface Visual Basic 6.0 Sistem Pemotong Kertas Otomatis ..... 49

Gambar 3.22 Diagram alir program Visual Basic ............................................................... 51

Gambar 4.1 Realisasi perangkat keras sistem tampak atas..................................................52

Gambar 4.2 Besi penahan kertas ......................................................................................... 54

Gambar 4.3 Roller ............................................................................................................... 54

Gambar 4.4 Penyangga roller .............................................................................................. 55

Gambar 4.5 Roda gigi .......................................................................................................... 55

Gambar 4.6 Piringan incremental rotary encoder ................................................................ 56

Gambar 4.7 Hasil pengamatan osciloscope untuk pulsa masukan dari incremental rotary

encoder................................................................................................................................. 56

Gambar 4.8 Kardus dan kayu .............................................................................................. 57

Gambar 4.9 Akrilik sebagai penahan kertas ........................................................................ 58

Gambar 4.10 Akrilik sebagai jalannya kertas setelah terpotong ......................................... 58

Gambar 4.11 Penempatan gunting ...................................................................................... 58


xvii

Gambar 4.12 Penempatan pegas .......................................................................................... 59

Gambar 4.13 Perancangan Tampilan GUI Visual Basic 6.0 ............................................... 63

Gambar 4.14 Realisasi tampilan GUI Visual Basic 6.0. ..................................................... 63

Gambar 4.15 Rangkaian penguat non-inverting .................................................................. 66

Gambar 4.16 Rangkaian komparator inverting dengan Vref .............................................. 67

Gambar 4. 17 Keadaan dimana Vin < Vref ......................................................................... 68

Gambar 4.18 Keadaan dimana Vin > Vref .......................................................................... 68

Gambar 4.19 Tampilan GUI Visual Basic 6.0..................................................................... 69

Gambar 4.20 Program mode monitor untuk PLC................................................................ 69

Gambar 4.21 Program mode Program untuk PLC .............................................................. 69

Gambar 4.22 Program untuk Command Button ON ........................................................... 70

Gambar 4.23 Program untuk command button OFF ........................................................... 70

Gambar 4.24 Command button ON ditekan ........................................................................ 70

Gambar 4.25 Alamat IR 1.00 aktif ketika ON ditekan ........................................................ 71

Gambar 4.26 Command button OFF ditekan ...................................................................... 71

Gambar 4.27 Alamat IR 1.00 nonaktif ketika OFF ditekan ................................................ 72

Gambar 4.28 Lampu indikator 1 dan motor dc 1 aktif saat sensor optoreflector 1 aktif ..... 72

Gambar 4.29 Lingkaran pertama berwarna hijau saat lampu indikator hijau aktif ............. 73

Gambar 4.30 Diagram ladder saat sensor optoreflector 1 aktif ........................................... 73

Gambar 4.31 Lampu indikator 2 berwarna merah menyala dan motor dc 1 berhenti ......... 74

Gambar 4.32 Lingkaran kedua berwarna merah saat lampu indikator 2 menyala .............. 74

Gambar 4.33 Output IR 10.03 dan 200.00 aktif .................................................................. 75

Gambar 4.34 Keadaan NC pada IR 200.00 yang aktif ........................................................ 75

Gambar 4.35 Nilai pulsa masukan dari incremental rotary encoder ................................... 76

Gambar 4.36 Command button “Reset Nilai Pulsa ON” ditekan ........................................ 76

Gambar 4.37 Mengaktifkan reset nilai pulsa masukan........................................................ 77

Gambar 4.38 Menonaktifkan reset nilai pulsa masukan...................................................... 77

Gambar 4. 39 Program untuk Reset Nilai Pulsa ON ........................................................... 78

Gambar 4.40 Program untuk Reset Nilai Pulsa ON ............................................................ 78

Gambar 4. 41 Masukan ukuran panjang kertas ................................................................... 78

Gambar 4.42 Program menyimpan nilai pada memory DM0101 ....................................... 79

Gambar 4.43 Nilai dari textbox ukuran panjang kertas disimpan dalam DM0101 ............. 79

Gambar 4.44 Masukan untuk jumlah potongan kertas ........................................................ 79


xviii

Gambar 4.45 Program command button Ganti Nilai Counter ............................................. 79

Gambar 4.46 Nilai untuk counter disimpan dalam memory HR1 ....................................... 80

Gambar 4.47 Command button untuk reset counter ............................................................ 80

Gambar 4.48 Program untuk reset counter. ......................................................................... 80

Gambar 4.49 Command button START untuk memulai program utama ........................... 81

Gambar 4.50 Program untuk command button START ...................................................... 81

Gambar 4.51 Alamat HR0.00 aktif ...................................................................................... 82

Gambar 4.52 Program dalam instruksi subrutin 1 aktif ...................................................... 82

Gambar 4.53 Alamat IR200.01 aktif ................................................................................... 83

Gambar 4.54 Alamat IR200.02 aktif ................................................................................... 84

Gambar 4.55 Alamat IR0.06................................................................................................ 84

Gambar 4.56 Alamat IR0.05 untuk sensor optoreflector 3.................................................. 85

Gambar 4.57 Lampu indikator 3 aktif ................................................................................. 85

Gambar 4.58 Nilai counter ketika 0..................................................................................... 85

Gambar 4.59 Program untuk command button STOP ......................................................... 86

Gambar 4.60 Alamat HR0.00 dalam kondisi nonaktif ........................................................ 86

Gambar 4.61 Contoh potongan kertas yang tidak sejajar .................................................... 88

Gambar 4.62 Pengukuran kertas yang tidak sejajar dengan penggaris ............................... 89

Gambar 4. 63 Grafik nilai hasil pengukuran pada ukuran 40 mm ...................................... 93

Gambar 4.64 Grafik nilai hasil pengukuran pada ukuran 50 mm ....................................... 94



Gambar 4.67 Grafik nilai rata-rata pengukuran................................................................... 97

Gambar 4.68 Grafik nilai rata-rata penyimpangan .............................................................. 98

Gambar 4.69 Presentase nilai rata-rata penyimpangan dari hasil pengukuran .................... 98

Gambar 4.70 Grafik nilai standar deviasi pada tiap ukuran ................................................ 99

Gambar 4.71 Grafik nilai kesalahan yang mungkin ............................................................ 99

Gambar 4.72 Grafik tingkat keberhasilan sistem pada masing-masing pengukuran ........ 103

Gambar 4.73 Toolbar Toggle Project Workspace ............................................................. 105

Gambar 4.74 Tampilan pada menu “Settings” .................................................................. 106

Gambar 4.75 Instruksi PRV(62) ........................................................................................ 107

Gambar 4.76 Alamat SR 248 untuk menampilkan nilai masukan pulsa ........................... 107

Gambar 4.77 Toolbar untuk Toggle Watch Window ........................................................ 108


xix

Gambar 4.78 Tampilan Toggle Watch Window ............................................................... 108

Gambar 4.79 Tampilan pada “Edit dialog” ....................................................................... 109

Gambar 4.80 Tampilan “Toggle Watch Window” ............................................................ 109

Gambar 4.81 Instruksi CTBL(63) ..................................................................................... 110

Gambar 4. 82 Contoh format penyimpanan DM pada instruksi CTBL(63) ...................... 111

Gambar 4.83 Instruksi SBN(92) dan RET(93) .................................................................. 112


xx

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel keterangan konfigurasi pin konektor serial DB 9 ...................................... 20

Tabel 2.2 Contoh header code pada PLC Omron CPM2A ................................................. 24

Tabel 2.3 Contoh end code pada PLC Omron CPM2A ...................................................... 25

Tabel 2.4 Luasan pada kurva kemungkinan ........................................................................ 30

Tabel 3.1 Keterangan gambar 3 dimensi..............................................................................33

Tabel 3.2 Alamat input pada PLC ....................................................................................... 41

Tabel 3.3 Alamat output pada PLC ..................................................................................... 42

Tabel 4.1 Perbandingan Perubahan Perancangan Sistem dengan Realisasinya...................61

Tabel 4.2 Keterangan pada Components yang digunakan .................................................. 64

Tabel 4.3 Bagian pada perangkat keras yang menyebabkan gangguan .............................. 88

Tabel 4.4 Hasil percobaan dan pengukuran pada masukan 30 mm..................................... 89

Tabel 4.5 Hasil perhitungan statistik ukuran 40 mm ........................................................... 92




Tabel 4.9 Perbandingan sampel hasil pengukuran dengan pulsa masukan........................100


1

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan jaman yang terjadi, membuat kebutuhan manusia untuk bertahan

hidup semakin banyak. Perlu adanya perkembangan teknologi yang pada awalnya manual

menjadi teknologi yang serba otomatis. Beberapa proses pengukuran panjang dan

pemotongan suatu benda masih menggunakan cara manual yang dinilai tidak cukup efektif

dan efisien untuk beberapa waktu ke depan yang segalanya menuntut serba cepat demi

kelancaran hidup manusia.

Kertas menjadi salah satu barang yang banyak membutuhkan proses pengukuran

dan pemotongan. Kertas yang masih berbentuk gulungan panjang dan tidak sesuai ukuran

perlu dipotong menjadi ukuran yang diinginkan, supaya dapat digunakan untuk berbagai

kepentingan. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut diperlukan suatu piranti yang secara

otomatis dapat melakukan proses pengukuran dan pemotongan kertas dengan tepat sesuai

ukuran yang diinginkan dan dengan jumlah potongan barang yang diinginkan. Dengan

harapan bahwa piranti ini dapat membantu mempermudah dalam melakukan proses

pengukuran dan pemotongan kertas dengan teknologi yang lebih otomatis supaya bisa

menghemat waktu dan tenaga.

Sistem pengukuran dan pemotongan kertas seperti ini banyak dilakukan oleh

mesin-mesin besar yang digunakan perusahaan percetakan seperti PT Nyata Grafika Media

Surakarta untuk mencetak koran dalam jumlah yang banyak. Koran yang dicetak berasal

dari gulungan kertas yang diukur dan dipotong sesuai ukuran yang diinginkan. Sistem

inilah yang menjadi dasar untuk merancang suatu alat berupa prototype yang secara

otomatis melakukan proses pengukuran dan pemotongan kertas. Informasi berupa ukuran

dengan ketelitian satuan mm (milimeter) dan jumlah potongan yang diinginkan oleh

operator dapat dimasukkan melalui tampilan pada Visual Basic 6.0. Dengan memanfaatkan

PLC (Programmable Logic Controller) Omron CPM2A sebagai pusat kendali alat ini

dalam suatu rancangan diagram ladder untuk menjalankan sistem yang diinginkan. Penulis

menggunakan rotary encoder incremental yang berputar satu arah untuk proses

pengukuran kertas. Perancangan incremental rotary encoder pada penelitian ini merupakan

pengembangan dari penelitian yang sebelumnya pernah dibuat oleh Yusup Hernowo


2

(945114014) mahasiswa alumni Teknik Elektro Universitas Sanata Dharma [5] dengan

menambahkan motor dc sebagai penggerak piringan rotary encoder dan modul sensor

optointerrupter.

Kertas yang masih dalam bentuk gulungan akan ditarik oleh roller penarik kertas

yang bergerak searah dengan motor dc. Incremental rotary encoder diletakkan seporos

dengan motor dc dan roller penarik kertas, sehingga dapat berputar bersamaan. Sebelum

kertas mulai diukur, harus ditentukan awal pengukuran pada kertas. Tepat sebelum

melewati gunting, sensor optoreflector akan berfungsi mendeteksi awal pengukuran pada

kertas. Motor dc pada roller akan berhenti berputar saat sensor behasil mendeteksi adanya

kertas. Motor akan berputar lagi menggerakkan kertas setelah ada masukan ukuran dan

jumlah potongan oleh user. Komponen incremental rotary encoder berguna untuk

menentukan ukuran panjang dari kertas melalui pulsa-pulsa yang dihasilkan oleh sensor

optointerrupter. Pulsa-pulsa tersebut akan diolah oleh PLC Omron CPM2A melalui

instruksi High Speed Counter [19]. Instruksi inilah yang menjadi dasar dalam mengubah

pulsa-pulsa dari komponen incremental rotary encoder sesuai ukuran yang diinginkan

dengan ketelitian milimeter (mm). Pengujian ukuran dengan ketelitian milimeter

menggunakan alat ukur berupa penggaris atau mistar. Ukuran yang diinginkan akan

dimasukkan oleh user melalui tampilan pada Visual Basic 6.0. Komunikasi host link sangat

diperlukan untuk menghubungkan PC (Personal Computer) yang berisi pemrograman

Visual Basic 6.0 dengan PLC Omron CPM2A untuk melakukan monitoring dan

controlling pada PLC Omron CPM2A.

Setelah kertas ditarik oleh roller sesuai ukuran, maka kertas segera dipotong oleh

gunting yang digerakkan oleh motor dc. Potongan-potongan kertas akan melewati sensor

optoreflector yang berfungsi sebagai counter untuk menghitung jumlah potongan yang

sesuai dengan inputan dari user.

1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian

1.2.1. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk :

1. Membuat sistem pemotong kertas otomatis berbasis PLC.

2. Menyusun program Visual Basic 6.0 untuk monitoring sistem.

3. Membuat komponen incremental rotary encoder sebagai instrumen pengukuran


3

1.2.2. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini untuk:

1. Menyediakan sarana pendukung perkuliahan tentang aplikasi PLC.

2. Memudahkan proses pengukuran kertas dengan presisi.

3. Memudahkan proses pemotongan kertas.

1.3. Pembatasan Masalah Agar penyusunan tugas akhir ini sesuai dengan tujuan yang ingin dicapai dan untuk

menghindari permasalahan yang terlalu kompleks, maka dari itu perlu adanya batasan-

batasan masalah yang sesuai dengan judul tugas akhir, yaitu :

1. Gulungan kertas dengan ukuran lebar 58 mm dan diameter gulungan 65 mm.

2. Panjang potongan kertas dengan jarak minimal 30 mm dan maksimal 70 mm

dengan ketelitian pengukuran 1 mm.

3. Jumlah potongan kertas maksimal 50 lembar.

4. PLC Omron CPM2A sebagai pusat kendali dari sistem.

5. Incremental rotary encoder sebagai komponen untuk menentukan ukuran

panjang kertas dengan menggunakan 1 sensor optointerrupter.

6. Sensor Optoreflector berjumlah 3 buah berfungsi sebagai deteksi kertas,

penentu awal pengukuran kertas dan counter untuk menghitung banyaknya

kertas yang terpotong yang diletakkan di akhir proses.

7. Menggunakan 1 buah limit switch untuk menandakan 1 putaran motor dc pada

mekanisme gunting.

8. Terdapat roller untuk menarik kertas.

9. Terdapat gunting digunakan untuk alat pemotong kertas.

10. Menggunakan 2 buah motor dc sebagai penggerak roller dan mekanisme

gunting sebagai alat potong.

11. Menggunakan GUI dengan pemrograman Microsoft Visual Basic 6.0 untuk

monitoring sistem.


4

1.4. Metodologi Penelitian Berdasarkan tujuan yang ingin dicapai, metode-metode yang digunakan dalam

penyusunan tugas akhir ini adalah :

1. Studi Literatur

Mencari informasi, data, dan referensi yang sesuai dengan permasalahan yang

dibahas dalam tugas akhir ini dengan membaca buku, makalah, artikel, serta

jurnal tentang pemrograman Visual Basic 6.0, PLC Omron CPM2A,

incremental rotary encoder, mekanisme pemotong kertas, sensor, dan aktuator

yang digunakan.

2. Perancangan hardware

Merancang gambaran bentuk yang sesuai kebutuhan dengan menentukan

dimensi alat dan komponen-komponen perangkat keras yang digunakan sebagai

perangkat input dan output sistem. Perancangan diagram blok dapat dilihat pada

gambar 1.1.

Gambar 1.1 Model diagram blok perancangan

3. Perancangan software

Penggunaan PLC Omron CPM2A sebagai pusat kendali sistem alat ini

dirancang menggunakan software CX-Programmer dengan pemrograman

berupa diagram ladder . Penyusunan HMI dengan pemrograman Microsoft

Visual Basic 6.0 sebagai monitoring sistem pada PLC Omron CPM2A.

4. Pengujian dan pengumpulan data

Pengujian dilakukan dengan memastikan program pada Visual Basic 6.0 dapat

dihubungkan untuk menjalankan dan mengawasi sistem pada perangkat keras

yang dikendalikan oleh PLC Omron CPM2A, sensor dan aktuator dapat bekerja


5

dengan baik. Data yang diambil adalah ukuran panjang dan jumlah dari

potongan kertas pada tiap pengujian yang dilakukan.

5. Analisis data dan kesimpulan

Data yang sudah diperoleh kemudian dilakukan analisis secara statistik untuk

mencari rerata ketelitian ukuran panjang dan jumlah potongan kertas supaya

dapat dilihat kesalahan yang terjadi. Penarikan kesimpulan dapat dilakukan

dengan melihat hasil analisa dan membandingkan sistem kerja alat dengan yang

telah direncanakan.


6

BAB II

DASAR TEORI

2.1. PLC (Programmable Logic Controller) [1]

PLC merupakan suatu bentuk khusus pengontrol berbasis-mikroprosesor yang

dapat diprogram dengan memanfaatkan memori untuk menyimpan instruksi-instruksi dan

untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi seperti logika, sequencing, pewaktuan (timing),

pencacahan (counting) dan aritmetika guna mengontrol proses otomasi sebuah mesin.

Perangkat-perangkat input, seperti saklar dan sensor, dan perangkat-perangkat output di

dalam sistem yang dikontrol, misalnya, motor, lampu LED, dan buzzer , disambungkan ke

PLC. PLC serupa dengan komputer, namun bedanya komputer dioptimalkan untuk tugas-

tugas penghitungan dan penyajian data, sedangkan PLC dioptimalkan untuk tugas-tugas

pengontrolan dan pengoperasian otomasi dalam lingkungan industri. PLC memiliki

beberapa karakteristik, yaitu :

a. Kokoh dan dirancang untuk tahan terhadap getaran, suhu, kelembapan, dan

kebisingan.

b. Antarmuka untuk input dan output telah tersedia secara built-in di dalamnya.

c. Mudah diprogram dan menggunakan sebuah bahasa pemrograman yang mudah

dipahami, yang sebagian besar berkaitan dengan operasi-operasi logika dan

penyambungan.

2.1.1. Komponen-Komponen Utama PLC [1] Umumnya, sebuah sistem PLC memiliki lima komponen dasar. Komponen-

komponen ini adalah unit prosesor, memori, unit catu daya, unit input/output, dan

perangkat pemrograman. Seperti yang digambarkan pada gambar 2.1. yang menampilkan

konfigurasi dasarnya.

Gambar 2.1 Konfigurasi dasar PLC [1]


7

2.1.1.1. Power Supply

Power supply merupakan penyedia daya bagi PLC. PLC dapat bekerja dengan

memanfaatkan catu daya sebesar 220 VAC atau 24 VDC. PLC juga memiliki power supply

(24 VDC) internal yang bisa digunakan untuk menyediakan daya bagi unit input/output

PLC.

2.1.1.2. Prosesor

Prosesor adalah pusat pengolahan data dari sebuah PLC. Yang memiliki tugas

untuk melakukan operasi-operasi yang sesuai dengan instruksi-instruksi yang disimpan

dalam memori. Dalam melakukan operasi tersebut, prosesor memanfaatkan sinyal-sinyal

dari komponen input yag kemudian dikomunikasikan dengan perangkat output sesuai

instruksi yang tersimpan.

Struktur internal CPU bergantung pada mikroprosesor yang bersangkutan. Pada

umumnya komponen-komponen struktur tersebut adalah :

a. Sebuah unit aritmetika dan logika (arithmetic and logic unit) (ALU) yang

menangani manipulasi data dan melaksanakan operasi aritmetika penjumlahan

dan pengurangan dan operasi logika AND, OR, NOT, dan EX-OR.

b. Memori yang dinamakan register, yang terletak di dalam mikroprosesor dan

dipergunakan untuk menyimpan informasi yang terlibat dalam pengeksekusian

program.

c. Sebuah unit kontrol yang dipergunakan untuk mengontrol pewaktuan operasi-

operasi. [1]

2.1.1.3. Memori

Memori ialah tempat menyimpan data atau instruksi dalam PLC. Memori ini

umumnya menjadi satu modul dengan prosesor/CPU. Jika berbentuk memori eksternal

maka itu merupakan memori tambahan. Data yang tersimpan dalam memori antara lain

operating system PLC, status input-output, memori data, dan program yang dibuat

pengguna. Pada gambar 2.2. dapat dijelaskan masing-masing bagian dari memori adalah

sebagai berikut :

a. Operating System Memory

Berfungsi untuk menyimpan operating system PLC. Memori ini berupa ROM

(Read Only Memory) sehingga tidak dapat diubah oleh pengguna.


8

b. Data (Status) Memory

Befungsi untuk menyimpan status input-output tiap saat. Memori ini berupa

RAM (Random Access Memory) sehingga dapat berubah sesuai kondisi

input/output. Status akan kembali ke kondisi awal jika PLC mati.

c. Program Memory

Berfungsi untuk menyimpan program pengguna. Jenis memori ini berupa

RAM. RAM dapat menggunakan battery backup untuk menyimpan program

selama jangka waktu tertentu. Selain itu memori dapat berupa EEPROM

(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), yaitu jenis ROM

yang dapat diprogram dan dihapus oleh pengguna. [18]

2.1.1.4. Modul input/output

Modul input/output merupakan komponen pada PLC yang memberikan sinyal-

sinyal masukan pada prosesor yang kemudian diolah menjadi sinyal keluaran sesuai

instruksi dalam program yang tersimpan. Sinyal input yang diberikan berasal dari

perangkat masukan seperti saklar dan sensor. Informasi dari sinyal masukan tersebut

kemudian dikomunikasikan pada perangkat keluaran seperti motor dc dan solenioda untuk

menjalankan instruksi yang telah diberikan. [1]

Modul input/output secara umum terbagi menjadi modul input/output diskrit dan

modul input/output analog.

Gambar 2.2 Bagian-bagian pada memori


9

a. Modul input diskrit berfungsi untuk menghubungkan input diskrit atau digital

seperti saklar dan sensor, dengan PLC. Modul ini tersedia dalam tegangan DC

dan AC (umumnya: 240 VAC, 120 VAC, 24 VDC, dan 5 VDC). Didalamnya

terdapat “optoisolator” untuk mencegah lonjakan tegangan tinggi masuk PLC

(sebagai pengaman). Seperti yang ditunjukkan oleh gambar 2.3, menampilkan

rangkaian input PLC. [15]

b. Modul input analog dapat menerima tegangan dan arus dengan level tertentu

(misal 0-10 V, 4-20 mA) dari peralatan input analog (misal: potensiometer).

Sedangkan modul output analog dapat memberikan tegangan dan arus dengan

level tertentu (misal 0-10 V, 4-20 mA) pada peralatan output analog (misal:

motor DC, motor AC, control valve).

2.1.1.5. Perangkat Pemrograman [1]

Perangkat pemrograman digunakan untuk memasukkan program yang dibutuhkan

ke dalam memori. Program tersebut dibuat dengan menggunakan perangkat ini dan

kemudian dipindahkan ke dalam unit memori PLC. Terdapat 2 jenis perangkat

pemrograman yaitu perangkat genggam dan komputer.

Pada perangkat pemrograman komputer, menggunakan fasilitas membuat program

yaitu berupa software CX-Programmer. Penggunaan komputer memiliki keuntungan

bahwa program yang telah dibuat dapat disimpan dalam memori berupa hard-disk atau

bentuk memori lainnya yang dapat disalin dengan mudah. Sedangkan pada perangkat

pemrograman genggam, memiliki keunggulan dengan memiliki memori yang cukup besar

untuk menyimpan program dan sangat fleksibel ketika dipindahkan ke tempat lainnya.

Gambar 2.3 Rangkaian input PLC [1]


10

2.2. PLC Omron CPM2A [19] PLC dapat bekerja dengan adanya masukan dan keluaran sesuai dengan program

yang disusun pada salah satu perangkat pemrograman yaitu CX-Programmer. PLC yang

akan digunakan pada penelitian ini adalah jenis PLC Omron CPM2A, salah satu kendali

terpogram berkecepatan tinggi yang dirancang untuk sistem kendali yang memiliki 10

sampai 120 I/O. Yang masing-masing perangkat terdiri dari 20, 30, 40, atau 60 I/O.

Tegangan input dan output digital pada PLC OMRON CPM2A sebesar 24 V.

Tegangan pada input analog adalah 0 – 10 VDC atau 1 – 5 VDC, dengan arus yang

melaluinya adalah 0 – 20 mA. Sedangkan untuk tegangan pada output analog adalah 0 – 10

VDC atau -10 – 10 VDC, dengan arus yang melaluinya sebesar 0 – 20 mA. Konfigurasi

PLC Omron CPM2A dapat dilihat pada gambar 2.4.

2.3. Incremental Rotary Encoder [14] Incremental rotary encoder merupakan sebuah instrumen yang menghasilkan

keluaran dalam bentuk sinyal digital. Prinsip kerja dari instrumen ini adalah menghasilkan

pulsa berupa gelombang kotak dari pembacaan sensor yang mendeteksi cahaya dari LED

yang melewati lubang-lubang pada piringan yang berputar satu poros. Dikarenakan

menghasilkan keluaran berupa sinyal digital maka instrumen ini sangat cocok digunakan

pada proses kendali menggunakan komputer. Jadi tidak perlu adanya konversi dari analog

menjadi sinyal digital.

Incremental optical encoder pada umumnya terdiri dari satu sumber cahaya yang

berasal dari cahaya LED, satu atau dua piringan dengan lubang-lubang yang tersusun

melingkar, tiga sensor cahaya seperti yang terlihat pada gambar 2.5. Pada sistem

Gambar 2.4 Konfigurasi PLC Omron CPM2A


11

incremental rotary encoder, menghasilkan keluaran berupa pulsa pada pin A,B, dan Z

yang berasal dari keluaran tiga sensor cahaya. Pada keluaran A dan B, terjadi pergeseran

fasa sebesar 90 derajat. Kedua keluaran tersebut memberikan informasi tentang nilai pulsa

pada putaran poros dan arah putaran yang searah jarum jam atau berlawanan arah jarum

jam. Hasil sinyal keluaran incrmental rotary encoder dapat dilihat pada gambar 2.6.

Informasi mengenai nilai pulsa dan arah putaran poros juga dipengaruhi oleh lubang-

lubang yang tersusun melingkar pada piringan. Sedangkan untuk keluaran Z dari sensor

ketiga, digunakan untuk menandakan indikator awal putaran atau zero position yang

berarti piringan telah melewati 1 putaran.

Gambar 2.5 Rangkaian Incremental Rotary Encoder [13]

Jumlah pulsa yang dihasilkan sebanding dengan sudut yang dilalui oleh piringan

dan ketelitian pengukuran sebanding dengan jumlah lubang pada piringan. Sehingga pada

satu piringan jika memiliki 120 lubang, sedangkan satu putaran piringan sebesar 360

derajat, maka perpindahan satu lubang ke lubang lainnya sebesar 3 derajat. Seperti yang

ditunjukkan oleh gambar 2.6 menunjukkan besarnya sudut dari perpindahan lubang dan

rangkaian sensor incremental rotary encoder. Untuk mendapatkan ketelitian yang lebih

baik maka dapat menambah lubang dalam 1 piringan.

Karena pada penelitian ini putaran motor dc dan rotary encoder hanya satu arah

yaitu berputar secara clockwise atau searah putaran jarum jam, maka hanya menggunakan

satu sensor. Pulsa masukan hasil dari deteksi sensor pada piringan hanya satu siklus dan

tidak ada perbedaan fasa karena hanya berputar satu arah dan menggunakan satu sensor

saja. Hasil keluaran pulsanya dapat ditunjukkan oleh gambar 2.7.

Gambar 2.6 Hasil sinyal keluaran incremental rotary encoder [17]


12

Gambar 2.7 Hasil sinyal keluaran incremental rotary encoder dengan satu sensor [19]

2.4. Instruksi High-Speed Counter [19] Instruksi ini digunakan untuk mendeteksi pulsa dari masukan sensor

optointerrupter pada komponen rotary encoder. Pada PLC OMRON CPM2A memiliki 5

masukan high-speed counter. Satu inputnya memiliki respons frekuensi sebesar 20kHz

atau 5 kHz dan 4 interupsi input yang mempunyai respon frekuensi sebesar 2 kHz.

Instruksi ini bisa digunakan pada salah satu dari 4 mode input yaitu :

a. Differential phase mode yang memiliki respon frekuensi sebesar 5 kHz

b. Pulse plus direction input mode yang memiliki respon frekuensi sebesar 20 kHz

c. Up/Down pulse mode yang memiliki respon frekuensi sebesar 20 kHz

d. Increment mode yang memiliki respon frekuensi sebesar 20 kHz

Pada penelitian ini menggunakan mode input berupa increment mode.. Penggunaan

mode input ini pada instruksi high-speed counter karena motor dc dan rotary encoder

hanya berputar searah yang menghasilkan pulsa masukan 1 siklus. Satu siklus pulsa

masukan sesuai dengan gambar 2.8 dihasilkan dari pendeteksian satu sensor

optointerrupter untuk berputar satu arah. Selain input berupa masukan pulsa dari

komponen incremental rotary encoder, juga terdapat input untuk menunjukkan instruksi

reset setelah satu siklus program seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.9 tentang

pengkabelan incremental rotary encoder dengan increment mode pada PLC Omron

CPM2A.


13

Gambar 2.8 Satu siklus pulsa masukan pada Increment Mode

Gambar 2.9 Pengkabelan input increment mode pada PLC

2.5. Phototransistor [13] Phototransistor adalah transistor yang bekerja dengan memanfaatkam cahaya yang

menerangi pada basis transistor. Phototransistor terdapat jenis NPN dan PNP. Transistor

ini berpengaruh pada sensitivitas terhadap cahaya. Semakin besar intensitas cahaya, arus

yang dihasilkan juga semakin besar. Phototransistor secara luas digunakan sebagai sensor

cahaya pada penerapan industri. Sensor cahaya yang digunakan ini terdiri sumber cahaya

berupa LED dan phototransistor yang memberikan respon pada perubahan intensitas

cahaya. Phototransistor memiliki sensitivitas yang baik pada infrared LED dan LED

merah, biru, hijau, kuning. Simbol phototransistor ditunjukkan oleh gambar 2.10.

Gambar 2.10 Phototransistor


14

2.6. Light Emitting Diode (LED) LED adalah instrumen yang memancarkan cahaya ketika arus melewatinya. Hal ini

berbeda dengan sensor cahaya yang mengalirkan arus ketika menerima cahaya dari luar.

LED memiliki beberapa keunggulan dibandingkan dengan lampu pijar dan sumber cahaya

lainnya. Sangat fleksibel karena ukurannya yang sangat kecil, dapat dinyalakan dan

dimatikan dengan cepat, konsumsi daya yang kecil. Selain itu, LED juga tahan terhadap

getaran yang ditimbulkan dari lingkungan sekitar. LED memancarkan cahaya pada panjang

gelombang yang sempit. Simbol LED ditunjukkan oleh gambar 2.11.

2.7. Optocoupler [13] Sebuah optocoupler memiliki sumber cahaya yang berpasangan dengan penerima.

Sumber cahaya dan penerima terbungkus dalam satu komponen. Sumber cahaya biasanya

berupa LED atau infrared LED dan penerima bisa berupa phototransistor. Optocoupler

memiliki dua atau lebih pin masukan yang terhubung pada sumber cahaya dan dua atau

lebih pin keluaran yang terhubung dengan penerima. Meskipun dalam satu komponen

terdapat dua fungsi yang berbeda sebagai input dan output, tetapi masing-masing fungsi

tersebut secara rangkaian sebenarnya terpisah secara baik dalam jalur elektrikal. Pada jalur

masukan terdapat sumber cahaya atau source. Pancaran cahaya dari sumber tersebut

diterima oleh bagian jalur keluaran atau receiver. Karakteristik dan rangkaian dari source

bisa menentukan tanggapan yang diterima sebagai input. Input dari optocoupler bisa

memberi tanggapan pada 3 jenis sinyal yaitu tegangan DC, sinyal digital dalam bentuk

pulsa, dan tegangan AC. Receiver menentukan fungsi dan karakteristik dari optocoupler.

Terdapat 6 kelompok fungsi dari optocoupler :

a. Menangani sinyal digital

b. Menangani sinyal analog

c. Untuk proses kendali sistem

d. Untuk tegangan AC dan power switching

Gambar 2.11 Light emitting diode.


15

e. Optointerrupters dan optoreflector

f. Untuk tujuan tertentu

Pada penelitian ini, fungsi optocoupler yang digunakan adalah optointerrupter dan

optoreflector. Optointerrupter dapat dijelaskan bahwa sumber cahaya dan komponen yang

mendeteksi cahaya tersebut terpisah dalam jarak tertentu seperti yang ditunjukkan oleh

gambar 2.12., dimana cahaya dari sumber yang menuju detektor terhalang oleh komponen

mekanis tertentu . Jarak antara sumber cahaya dan detektor dapat ditentukan sehingga

kertas atau plat metal bisa melewatinya. Komponen ini biasanya digunakan untuk

mendeteksi garis, disk encoder, atau punch-card reader. Pada optoreflector, sumber

cahaya memancarkan pada objek tertentu, yang kemudian dipantulkan kembali sehingga

bisa dideteksi oleh detektor seperti yang ditunjukkan oleh gambar 2.13. Penelitian ini

menggunakan sensor optointerrupter dan sensor optoreflector dalam bentuk modul sensor.

Sensor optointerrupter yang digunakan adalah MOCH22A yang memiliki

tegangan masukan maksimal sebesar 5 V dan tegangan keluaran maksimal 5 V. Sensor ini

berisi 1 LED infrared dan 1 phototransistor yang saling berhadapan. Sensor ini sebagai

komponen penyusun incremental rotary encoder yang akan mendeteksi bagian yang

transparan dan tidak transparan pada piringan. Saat piringan bagian transparan atau

berlubang melewati sensor, pancaran cahaya dari LED infrared akan diterima

phototransistor, maka keluaran akan bernilai 0. Jika piringan bagian yang tidak transparan

melewati sensor, pancaran cahaya LED infrared pada phototransistor akan terhalang,

maka keluaran akan bernilai 1. Sensor optoreflector yang digunakan adalah TCRT5000

yang memiliki tegangan masukan 5 V dan tegangan keluaran 5 V. Sensor ini terdapat 1

LED infrared dan 1 phototransistor. Sensor ini bekerja dengan memantulkan pancaran

sinar dari LED infrared pada objek di atasnya supaya bisa diterima oleh phototransistor.

Saat komponen sensor tidak terhalang benda, LED infrared tidak memantulkan cahaya

yang diterima phototransistor, maka keluaran bernilai 1. Saat komponen sensor terhalang

benda, LED infrared memantulkan cahaya yang diterima phototransistor, maka keluaran

bernilai 0.

Gambar 2.12 Modul sensor Optointerrupter


16

Gambar 2.13 . Modul sensor Optoreflector TCRT5000

2.8. Motor DC [3] Motor DC adalah jenis motor listrik yang memanfaatkan arus searah untuk dapat

bekerja. Motor listrik memiliki kegunaan untuk menghasilkan gaya yang menggerakkan.

Untuk memenuhi kebutuhan sebuah alat yang menggunakan motor DC, torsi dan

kecepatan motor dapat dikendalikan dengan baik. Prinsip kerja motor DC yaitu dengan

memanfaatkan penghantar yang mengalirkan arus listrik yang ditempatkan tegak lurus

pada medan magnet. Besarnya gaya yang dibutuhkan motor DC untuk dapat bekerja

dengan baik sebanding dengan kekuatan medan magnet, besarnya arus yang mengalir,

panjang penghantar pada medan magnet. Arah gerakan penghantar yang mengalirkan arus

listrik pada medan magnet menggunakan kaidah tangan kanan.

Arah putaran motor DC tergantung pada arah medan magnet dan arah aliran arus

pada jangkar. Jika kedua faktor tersebut dibalik, maka motor DC akan berputar sebaliknya.

Kecepatan motor DC tergantung pada kekuatan medan magnet dan tegangan yang

diberikan pada jangkar dan beban. Maka dari itu, kecepatan motor dapat diatur dengan

mengatur arus pada jangkar dan tegangan pada beban. Kecepatan normal motor dalam

keadaan beban penuh, disebut dengan kecepatan basis motor, yang diperoleh dari tegangan

jangkar dan arus beban penuh diberikan.

Ada beberapa jenis motor DC, yaitu motor DC magnet permanen, motor DC seri,

motor DC shunt, dan motor DC compound. Pada motor DC terdapat 2 bagian utama, yaitu

stator dan rotor. Stator berfungsi untuk menghasilkan medan magnet. Dan rotor adalah

bagian motor yang bergerak. Gambar motor DC ditunjukkan oleh gambar 2.14.

Gambar 2.14 Motor DC [8]

Gambar 2.13 Modul sensor Optoreflector TCRT5000


17

Pada perancangan tugas akhir ini, motor dc berguna sebagai penggerak dari roller

dan pada mekanisme pemotongan kertas. Roller akan menggerakkan kertas yang telah

terpasang. Kecepatan pergerakan kertas ini tergantung pada kecepatan putar dari motor dc

dan diameter roller, seperti yang ditunjukkan pada persamaan (2.1 ) :

𝑉 = 𝑁 × 𝜋 × 𝐷 (2.1)

dengan :

V = kecepatan laju kertas [m/min]

N = kecepatan putar motor dc [RPM]

D = diameter roller [m]

2.9. Relay [7] Relay adalah salah satu komponen elektronika berupa saklar elektronis yang

digerakkan oleh arus listrik dan dikendalikan oleh rangkaian yang terhubung. Relay

memiliki 3 bagian yaitu koil, common, dan kontak.

a. Koil adalah bagian dari relai berupa lilitan kawat yang menghasilkan energi

elektromagnetik yang berasal dari tegangan masukan

b. Common adalah bagian dari relai yang terhubung secara normally close (NC)

c. Kontak adalah bagian dari relai yang terhubung pada keluaran dan masukan

pada relai. Relai memiliki 2 jenis kontak berupa normally open (NO) dan

normally close (NC).

Gambar 2.15 Konstruksi relay [7]

Terdapat beberapa jenis konfigurasi relai yang digolongkan oleh jumlah pole dan

throw seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.16. Pole menunjukkan jumlah kontak yang

dimiliki relai. Throw adalah jumlah kondisi yang dimiliki oleh kontak. Jenis-jeis relai

tersebut adalah :

a. Relay SPST (Single Pole Single Throw)

b. Relay SPDT (Single Pole Double Throw)


18

c. Relay DPST (Double Pole Single Throw)

d. Relay DPDT (Double Pole Double Throw)

Gambar 2.16. Konfigurasi Kontak Relai

2.10. Microsoft Visual Basic 6.0 [15] Visual Basic merupakan perangkat lunak yang mendukung bahasa pemrograman

untuk lebih mudah dipahami melalui teknik pemrograman visual. Hal ini memungkinkan

pengguna untuk dapat berkreasi lebih luas dalam menyusun naskah pemrograman.

Aplikasi pada Visual Basic 6.0 terdiri atas bagian-bagian berikut yaitu :

a. Form adalah tempat untuk merancang program dengan meletakkan objen-objek

yang mendukung serangkaian perintah pada naskah program.

b. Control adalah bagian letak gambar grafis yang akan dirancang pada Form

untuk mendukung naskah program yang dibuat supaya mudah digunakan,

seperti TextBox, LabelBox, CommandButton, dsb.

c. Properties adalah variabel atau prefikat yang melekat pada setiap objek (Form

dan Control), seperti nama, caption, ukuran, warna, dsb.

d. Methods adalah prosedur yang sudah dibuat pada setiap objek yang sewaktu-

waktu dapat digunakan sesuai dengan tujuannya.

e. Event Procedure adalah kode yang berhubungan pada objek yang dirancang

yang akan melaksanakan tugasnya sesuai dengan instruksi dari user.

f. General Procedure adalah kode-kode yang tidak berhubungan langsung dengan

objek yang ada. Procedure ini akan dijalankan apabila dipanggil namanya

dalam sebuah program.

g. Modules adalah kumpulan dari beberapa general procedure, deklarasi variabel,

dan definisi konstanta dalam sebuah aplikasi.

Gambar 2.16 Konfigurasi Kontak Relai


19

2.11. Komunikasi melalui port serial [15] Port serial pada komputer digunakan untuk komunikasi data secara serial dengan

mengirimkannya satu per satu. Maka dari itu komunikasi data secara serial memiliki

kecepatan transmisi data yang rendah dibandingkan dengan port paralel. Ada beberapa

keuntungan dalam menggunakan port serial dibandingkan port paralel :

1. Pada komunikasi dengan kabel yang panjang, masalah cable loss tidak akan

menjadi masalah besar daripada menggunakan kabel paralel. Port serial

mentransmisikan ‘1’ pada level tegangan -3 V sampai – 25 V dan ‘0’ pada level

tegangan 3 V sampai 25 V, sedangkan port paralel mentransmisikan ‘0’ pada

level tegangan 0 V dan ‘1’ pada level tegangan 5 V.

2. Dibutuhkan jumlah kabel yang lebih sedikit, bisa hanya menggunakan 3 kabel,

yaitu saluran transmit data, saluran receive data, dan saluran ground.

3. Kebanyakan mikrokontroler dilengkapi dengan SCI (Serial Communication

Interface) yang dapat digunakan untuk komunikasi dengan port serial komputer.

2.12. Karakteristik sinyal port serial [15] Standar sinyal komunikasi serial yang banyak digunakan adalah standar RS232

yang dikembangkan oleh Electronic Industry Association and the Telecommunication

Industry Association (EIA/TIA). Standar ini hanya menyangkut komunikasi data antara

komputer dengan alat-alat pelengkap komputer. Standar RS232 inilah yang biasa

digunakan pada port serial IBM PC kompatibel.

Standar sinyal serial RS232 memiliki ketentuan level tegangan sebagai berikut :

1. Logika ‘1’ disebut ‘mark’ terletak antara -3 V sampai 25 V. 2. Logika ‘0’ disebut ‘space’ terletak antara 3 V sampai 25 V. 3. Daerah tegangan antara -3 V hingga 3 V adalah invalid level, yaitu daerah

tegangan yang tidak memiliki level logika pasti sehingga harus dihindari. Level

tegangan kurang dari -25 V atau lebih dari 25 V juga harus dihindari karena

bisa merusak line driver pada saluran RS232.

2.13. RS232C [15] RS232C adalah kabel yang dapat digunakan untuk komunikasi data secara serial.

Komunikasi data ini bisa antara 2 komputer atau antara komputer dengan peralatan


20

lainnya, seperti PLC (Programmable Logic Controller). Gambar 2.17 dan tabel 2.1

menunjukkan gambar konektor serial RS232C 9 pin DB-9 dan keterangannya.

Gambar 2.17 Konfigurasi pin konektor serial DB 9

Tabel 2.1 Tabel keterangan konfigurasi pin konektor serial DB 9

Nomor Pin Nama Sinyal Direction Keterangan

1 DCD In Data Carrier Detect

2 RxD In Receive Data

3 TxD Out Transmit Data

4 DTR Out Data Terminal Ready

5 GND - Ground

6 DSR In Data Set Ready

7 RST Out Request to Send

8 CTS In Clear to Send

9 RI In Ring Indicator

2.14. Properti MSComm [15] MSComm menyediakan fasilitas komunikasi antara program aplikasi yang disusun

dengan port serial untuk mengirim atau menerima data. Setiap MSComm hanya menangani

satu port serial. Jika akan menggunakan lebih dari saru port serial maka jumlah MSCom

juga harus sesuai dengan jumlah port serial. Berikut ini adalah beberapa properti yang

digunakan pada MSComm :

a. CommPort

Digunakan untuk menentukan nomor port serial yang akan dipakai

b. Setting


21

Digunakan untuk menset nilai baudrate, pariti, jumlah bit data, dan atau jumlah

bit stop

c. PortOpen

Digunakan untuk membuka ataupun menutup port serial yang dihubungkan

dengan MSComm ini,

d. Input

Digunakan untuk mengambil data string yang ada pada buffer penerima

e. Output

Digunakan untuk menulis data string pada buffer kirim

2.15. Komunikasi Host Link [19] Komunikasi host link merupakan tipe komunikasi yang terdapat pada PLC Omron

CPM2A. Komunikasi ini terjadi ketika PC melakukan instruksi berupa mengirim perintah,

melakukan read and write, dan melakukan pengendalian pada PLC, dan PLC memberikan

respon atas instruksi yang diberikan seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.18.

Komunikasi host link dapat digunakan pada peripheral port atau port RS232C pada

CPM2A. Standar parameter komunikasi host link pada PLC Omron CPM2A yaitu: baud

rate 9600bps, 1 start bit, 7 bit data, 2 stop bit, even parity.

Gambar 2.18 Komunikasi host link

Komunikasi host link terdapat dua jenis yaitu :

1. One-to-one communication

Komunikasi antara sebuah PC dengan sebuah PLC seperti yang ditunjukkan

gambar 2.19.

2. One-to-N communication

Komunikasi antara sebuah PC dengan beberapa PLC seperti yang ditunjukkan

oleh gambar 2.20.


22

Gambar 2.19 One-to-one communication

Gambar 2.20 One-to-N communication

Pada komunikasi host link, PC sebagai komputer host memiliki kedudukan pertama

untuk memulai komunikasi dan melakukan transmisi data. PLC Omron CPM2A akan

memberikan tanggapan atas instruksi yang diberikan. Satuan data yang dikirim dalam satu

kali transmisi dinamakan frame. Satu frame maksimal terdiri dari 131 karakter data.

Transmisi data yang dilakukan terjadi secara bergantian antara PC dengan PLC. Prosedur

transmisi data yang dilakukan dapat dilihat pada gambar 2.21.


23

Gambar 2.21 Prosedur komunikasi host link PLC Omron CPM2A

Transmisi data yang dilakukan dari PC dengan memperhatikan format transmisi

data command frame seperti yang ditunjukkan gambar 2.22 beserta keterangannya.

Gambar 2.22 Format command frame komunikasi host link

Keterangan gambar :

1. @ : kode awal yang harus diberikan sebagai tanda komunikasi dengan PLC.

2. Node No : nomor node sebagai identitas PLC.

3. Header Code : penunjuk operasi write atau read dan penanda area memori PLC.

4. Text : alamat yang dituju dan jumlah word atau data yang akan dikirimkan ke PLC.

5. FCS (Frame Check Sequence) : untuk mengecek kesalahan frame data yang akan

dikirimkan.

6. Terminator : kode akhir dari sebuah frame berisi * dan (ASCII 13).

Setelah transmisi data berhasil dilakukan oleh PC, maka PLC akan memberikan

respon atas transmisi tersebut. Respon yang dilakukan oleh PLC memiliki format response

frame seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.23 beserta keterangannya.


24

Gambar 2.23 Format response frame komunikasi host link

Keterangan :

1. @ : kode awal yang harus diberikan sebagai tanda komunikasi dengan

PLC.

2. Node No : nomor node sebagai identitas PLC.

3. Header Code : kode yang sama pada Command frame, contohnya ditunjukkan

oleh tabel 2.2.

4. End Code : kode yang menunjukkan pengiriman data berjalan dengan baik

atau tidak, contohnya ditunjukkan oleh tabel 2.2.

5. Text : data respon PLC.

6. FCS (Frame Check Sequence) : untuk mengecek kesalahan frame data yang akan

dikirimkan.

7. Terminator : kode akhir dari sebuah frame. berisi * dan (ASCII 13).

Tabel 2.2 Contoh header code pada PLC Omron CPM2A

Header Code PC Mode

Name RUN MONITOR PROGRAM

RR Valid Valid Valid HR/SR Area Read

RL Valid Valid Valid LR Area Read

RH Valid Valid Valid HR Area Read

RD Valid Valid Valid DM Area Read

RJ Valid Valid Valid AR Area Read

WR Not Valid Valid Valid IR/SR Area Write

WL Not Valid Valid Valid LR Area Write

WH Not Valid Valid Valid HR Area Write

WD Not Valid Valid Valid DM Area Write

WJ Not Valid Valid Valid AR Area Write


25

Lanjutan tabel 2.2

Header Code PC Mode

Name RUN MONITOR PROGRAM

MS Valid Valid Valid Status Read

SC Valid Valid Valid Status Write

Tabel 2.3 Contoh end code pada PLC Omron CPM2A

End Code Keterangan Penyebab Koreksi

00 Normal Completion - -

02 Not executable in RUN mode

Perintah yang dikirimkan tidak dapat dieksekusi karena PLC

berada pada mode RUN

Periksa hubungan antara perintah dengan mode

PLC

0B Not executable in MONITOR mode

Perintah yang dikirimkan tidak dapat dieksekusi karena PLC

berada pada mode MONITOR

Periksa hubungan antara perintah dengan mode

PLC

13 FCS Error FCS salah Periksa format perintah kemudian kirim kembali

14 Format Error Format perintah salah Periksa format perintah kemudian kirim kembali

18 Frame Length Error Melebihi panjang frame Pisahkan perintah menjadi beberapa frame

Mengetahui sebuah frame yang ditransmisikan memiliki kesalahan data dapat

dilakukan dengan menghitung FCS yang berada tepat sebelum terminator. FCS terdiri dari

data 8-bit yang dikonversikan menjadi 2 karakter ASCII. Data 8-bit merupakan hasil dari

operasi XOR pada awal frame sampai akhir dari frame. Dengan mengetahui hasil

perhitungan dari FCS, maka dapat dilihat adanya kesalahan data pada frame yang diterima.

Gambar 2.24 FCS calculation range


26

FCS

2.16. Limit switch [12] Limit switch (LS) merupakan sensor sejenis saklar yang bekerja secara

elektromekanis dimana akan terjadi perubahan kondisi elektrik ketika terjadi perubahan

secara mekanik pada sensor tersebut. Terdapat 2 kondisi yang dimiliki limit switch yaitu

NO (Normally Open) dan NC (Normally Close). Limit switch memiliki tuas yang

berfungsi menggantikan tombol. Tuas ini yang berperan dalam mengubah kondisi limit

switch dari NC menjadi NO atau sebaliknya, seperti yang ditunjukkan oleh gambar 2.26.

Kondisi limit switch akan berubah ketika terdapat objek yang menekan tuas yang bertujuan

mengendalikan suatu sistem dengan memutus atau menghubungkan aliran listrik yang

melalui terminal kontaknya.

Gambar 2.26 Konstruksi Limit Switch

2.17. Mekanisme potong dengan sistem shear Pada mekanisme potong alat ini menggunakan prinsip sistem shearing. Shearing

adalah operasi pemotongan sepanjang garis lurus diantara 2 pemotong seperti yang

ditunjukkan oleh gambar 2.27. Pemotong bagian atas dari komponen gunting biasanya

dirancang lebih tajam untuk mengurangi gaya potong yang dibutuhkan [4]. Biasanya

Gambar 2.25 Contoh perhitungan FCS


27

digunakan untuk memotong material yang keras, seperti plat logam. Pada penelitian ini

material plat diganti dengan kertas kasir.

Gambar 2.27 Proses pemotongan shearing

2.18. Analisis Statistik Dalam melakukan proses pengukuran, sering terjadi kesalahan yang menyebabkan

hasil pengukuran menjadi tidak tepat. Untuk mengetahui seberapa besar kesalahan yang

terjadi pada proses pengukuran, maka diperlukan analisis statistik. Supaya hasil analisis

statistik dapat diketahui dengan baik, maka diperlukan banyak data yang dikumpulkan

selama proses pengukuran. Dalam mencari kesalahan yang mungkin terjadi pada proses

pengukuran dibutuhkan beberapa data yaitu nilai rata-rata, nilai simpangan (deviasi), nilai

simpangan rata-rata, dan nilai simpangan baku (standar deviasi).

2.18.1. Nilai Rata-Rata [16] Rata-rata dari sekumpulan data adalah hasil bagi dari jumlah data dengan

banyaknya data. Rata – rata juga disebut dengan mean, yang memiliki rumus sebagai

berikut :

�̅� =∑ 𝑋𝑖𝑛𝑖=1

𝑛

dengan :

�̅� = nilai rata − rata n = banyak data

∑ 𝑋𝑖𝑛𝑖=1 = jumlah data

2.18.2. Nilai simpangan (deviasi) [16]


28

Nilai simpangan (deviasi) adalah penyimpangan hasil pengukuran terhadap nilai

rata-rata. Nilai ini untuk mengetahui seberapa besar penyimpangan dari data tunggal yang

dikumpulkan terhadap nilai rata-rata semua data. Nilai simpangan memiliki rumus sebagai

berikut :

dn = |Xn - 𝑋 � |

dengan :

dn = nilai simpangan ke - n

Xn = data ke – n

𝑋� = nilai rata − rata

2.18.3. Nilai Simpangan Rata-rata [16] Simpangan rata-rata adalah nilai rata-rata dari harga mutlak semua simpangan

terhadap rata-rata semua data. Menghitung nilai simpangan rata-rata menggunakan rumus

sebagai berikut :

SR = ∑|𝑋𝑖− 𝑋�|

𝑛

dengan :

SR = nilai simpangan rata-rata

Xi = data pengamatan ke – i

𝑋� = nilai rata - rata

n = banyak data

2.18.4. Nilai Simpangan Baku Data Tunggal (Standar Deviasi) [16] Simpangan baku (standar deviasi) adalah nilai yang menunjukkan tingkat variasi

kelompok data atau ukuran standar penyimpangan dari nilai rata-ratanya. Lambang standar

deviasi untuk populasi adalah 𝜎 (tho).

σ = �∑(𝑋𝑖−𝑋�)2

𝑛

Sedangkan untuk lambang standar deviasi untuk sampel adalah s, dengan rumus

sebagai berikut :

s = �∑(𝑋𝑖−𝑋�)2

𝑛−1


29

dengan :

σ = standar deviasi populasi

Xi = data pengukuran

n = banyaknya data

Perbedaan penggunaan populasi dan sampel adalah dari banyaknya data yang

dihitung (n). Banyaknya data pada populasi menggunakan semua data yang dikumpulkan.

Sedangkan pada sampel hanya sejumlah sampel (< 30) dari semua data yang dikumpulkan

untuk memperoleh harga yang lebih tepat pada nilai standar deviasi [11].

2.18.5. Nilai Kesalahan yang mungkin [2] Luasan yang dibentuk oleh kurva kemungkinan Gauss dalam gambar 2.28 di antara

+∞ dan -∞, menyatakan semua jumlah pengamatan. Luasan yang dibatasi antara + σ dan –

σ menyatakan kasus-kasus yang selisihnya dari nilai rata-rata tidak akan melebihi deviasi

standar. Integrasi luasan yang dibatasi oleh kurva dalam batas-batas ±σ menghasilkan

jumlah total semua kasus di dalam batas-batas tersebut. Untuk data yang tersebar secara

normal, berdasarkan distribusi Gauss diperoleh bahwa hampir 68% dari semua kasus-kasus

tersebut berada di dalam daerah + σ dan – σ dari nilai rata-rata. Nilai-nilai yang

sehubungan dengan penyimpangan-penyimpangan lainnya dinyatakan dalam σ sesuai

dengan tabel 2.4 [2]

Gambar 2.28 Kurva untuk hukum Normal


30

Tabel 2.4 Luasan pada kurva kemungkinan

Deviasi (σ) Bagian Luasan Total Yang Tercakup

0,6745 0,5000

1,0 0,6828

2,0 0,9546

3,0 0,9972

Pada tabel 2. ditunjukkan separuh dari kasus tersebut berada di dalam batas-batas

penyimpangan ± 0,6745 σ. Besaran r disebut kesalahan yang mungkin (probable error)

yang didefinisikan sebagai

Kesalahan yang mungkin r = ± 0,6745σ

Nilai ini adalah mungkin dalam arti bahwa terdapat suatu kesempatan yang sama di

mana setiap pengamatan akan memiliki suatu kesalahan acak yang tidak melebihi ± r.


31

BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

1.1. Proses Kerja Sistem

Gambar 3.1 Blok Diagram Sistem

Gambar 3.1 menunjukkan blok diagram sistem alat ini. Penggunaan sensor dan

aktuator yang digunakan lebih jelas dengan fungsinya masing-masing. Hal itulah yang

membedakan dengan gambar 1.1. Perancangan alat ini terdiri dari beberapa bagian utama,

yaitu perancangan konstruksi atau perangkat keras prototype, perancangan komponen

incremental rotary encoder yang piringannya berputar searah dengan putaran motor dc dan

roller penarik kertas, perancangan input dan output PLC Omron CPM2A sebagai pusat

kendali sistem, perancangan diagram alir dan perangkat lunak GUI sebagai monitoring

sistem dengan pemrograman Microsoft Visual Basic 6.0.

Awal proses kerja sistem adalah ujung dari gulungan kertas yang sudah terpasang

ditarik sampai terdeteksi oleh sensor optoreflector 1, motor dc 1 ON sekaligus memutar

roller dan menarik kertas sampai terdeteksi oleh sensor optoreflector 2, yang berfungsi

untuk menghentikan motor dc 1. Saat sensor optoreflector 1 berhasil mendeteksi kertas,

lampu indikator 1 akan menyala sebagai tanda adanya kertas. Jika lampu indikator 1 mati


32

berarti tidak ada kertas terdeteksi atau kertas habis. Indikator keberhasilan dari awal proses

sistem adalah sensor optoreflector 2 berhasil mendeteksi ujung kertas yang ditandai

dengan motor dc 1 berhenti berputar dan lampu indikator 2 menyala. Ujung kertas itulah

yang menunjukkan awal pengukuran pada kertas. Setelah sensor optoreflector 2

mendeteksi adanya kertas dan motor dc berhenti, maka pengguna dapat mulai memberi

masukan berupa ukuran panjang kertas dengan jarak minimal 30 milimeter (mm) dan

maksimal 70 milimeter (mm) serta jumlah potongan kertas maksimal 50 lembar pada

tampilan Microsoft Visual Basic 6.0. Kemudian motor dc 1 dan incremental rotary encoder

akan mulai berputar untuk menyesuaikan dengan ukuran panjang yang telah ditentukan.

Pulsa-pulsa yang dihasilkan oleh sensor optointerrupter yang mendeteksi bagian yang

transparan dan tidak transparan pada piringan incremental rotary encoder akan menjadi

dasar dalam menentukan ukuran tersebut. Ketika incremental rotary encoder telah

melakukan pengukuran yang sesuai dengan masukan, maka motor dc 1 sebagai dasar

putaran piringan pada incremental rotary encoder akan berhenti, lalu motor dc 2 pada

mekanisme gunting mulai berputar untuk memotong kertas. Potongan kertas tersebut akan

jatuh ke dalam kotak penampung dengan melewati sensor optoreflector 3 sebagai counter

pada instruksi PLC yang berguna untuk menghitung jumlah potongan yang sesuai dengan

masukan dari pengguna. Setelah sensor counter mendeteksi jumlah potongan kertas sudah

sesuai dengan masukan, maka lampu indikator 3 akan menyala sebagai penanda bahwa

sistem telah menyelesaikan instruksi sesuai masukan.

1.2. Perancangan Perangkat Keras

1.2.1. Perancangan Model Sistem Model sistem yang digunakan pada penyusunan tugas akhir ini ditunjukkan oleh

gambar 3.2. Terdapat 16 buah komponen perangkat keras yang digunakan untuk

menunjang alat ini supaya dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang direncanakan.

Komponen-komponen yang digunakan dapat dilihat pada tabel 3.1, penomoran yang

digunakan disesuaikan dengan rancangan model sistem pada gambar 3.2. Model sistem

tersebut terdapat dimensi pengukuran dalam satuan milimeter (mm) seperti yang

ditunjukkan oleh gambar 3.4. Terdapat 3 pandangan pada model sistem ini yaitu

pandangan tampak atas, pandangan tampak depan, dan pandangan tampak samping kiri,

seperti yang ditunjukkan oleh gambar 3.3, gambar 3.5, dan gambar 3.6.


33

Gambar 3.2 Model sistem pemotong kertas tampak 3 dimensi saat gunting naik

Tabel 3.1 Keterangan gambar 3 dimensi

Nomor Keterangan

1 Gulungan kertas

2 Roller penggerak kertas

3 Sensor optointerrupter (incremental rotary encoder)

4 Motor DC 1

5 Papan penahan kertas

6 Sensor optoreflector 2 (deteksi ujung kertas)

7 Gunting

8 Penarik kawat pada mekanisme gunting

9 Motor DC 2

10 Kawat

11 Pegas

12 Sensor Optoreflector 3 (counter)

13 Papan penahan kertas

14 Kotak penampung kertas

15 Sensor Optoreflector 1 (deteksi kertas)

16 Limit Switch


34

Gambar 3.4 Model prototype pemotong kertas tampak 3 dimensi saat gunting turun

Gambar 3.4. Model sistem tampak atas

Gambar 3.5. Model sistem tampak depan

Gambar 3. 4 Model sistem tampak atas

Gambar 3. 5 Model sistem tampak depan

Gambar 3.3 Model sistem tampak atas

Gambar 3.5 Model sistem tampak depan


35

Gambar 3.6. Model sistem tampak samping kiri

1.2.2. Perancangan Konstruksi Sensor Optoreflector Terdapat 3 sensor optoreflector yang digunakan pada pembuatan tugas akhir ini.

Sensor optoreflector 1 yang berguna untuk mendeteksi adanya kertas sebelum sistem

dimulai pada kondisi awal. Seperti yang ditunjukkan oleh gambar 3.7, sensor diletakkan

tepat sebelum roller, jika sensor telah mendeteksi adanya kertas maka motor dc aktif untuk

menggerakkan roller supaya menggerakkan kertas sampai berhasil dideteksi oleh sensor

optoreflector 2. Pada gambar 3.8 menunjukkan konstruksi sensor optoreflector 2 yang

berfungsi untuk mendeteksi kertas yang ditarik oleh roller. Ujung kertas yang dideteksi

oleh sensor ini menunjukkan awalan kertas untuk pengukuran. Jika sensor berhasil

mendeteksi kertas, maka motor dc yang menggerakkan kertas akan berhenti. Konstruksi

sensor optoreflector 3 yang ditunjukkan oleh gambar 3.9. berfungsi sebagai counter untuk

menghitung jumlah potongan kertas. Sensor diletakkan tepat sebelum potongan kertas

jatuh ke dalam kotak penampungan.

Gambar 3.7 Konstruksi sensor optoreflector 1

Gambar 3.6 Model sistem tampak samping kiri


36



1.2.3. Perancangan Incremental Rotary Encoder dan Roller Rotary encoder merupakan salah satu komponen penting yang digunakan dalam

penelitian dan pembuatan prototype ini. Komponen penyusun incremental rotary encoder

adalah sensor optointerrupter dan piringan yang memiliki bagian transparan dan tidak

transparan. Sensor optointerrupter terdiri dari phototransistor dan LED. Letak komponen

incremental rotary encoder dapat dilihat pada gambar 3.11. Pulsa yang dihasilkan dari

deteksi sensor optointerrupter pada piringan yang memiliki bagian transparan dan tidak

transparan, akan menjadi dasar dalam pengukuran yang dilakukan. Dalam melakukan

perancangan komponen rotary encoder, perancangan piringan dengan jumlah bagian

transparan dan tidak transparan sangat diperlukan.

Komponen piringan pada incremental rotary encoder berada pada satu shaft

dengan roller dan motor dc. Jadi ketika motor dc berputar, maka piringan dan roller

tersebut juga ikut berputar. Piringan pada incremental rotary encoder akan menentukan


37

banyaknya pulsa yang hasilkan dari jumlah bagian yang tidak transparan yang dideteksi

oleh sensor. Sedangkan roller berfungsi untuk menentukan panjang kertas yang bisa

dicapai dalam satu keliling roller. Konversi dari banyaknya bagian yang tidak transparan

pada piringan yang menghasilkan pulsa menjadi ukuran panjang yang bisa dicapai kertas

tersebut dipengaruhi oleh diameter dan keliling roller yang berguna untuk menarik kertas.

Ketika roller berputar, maka piringan juga akan ikut berputar dengan kecepatan putar yang

sama karena berada pada satu poros. Pada perhitungan ini akan menghasilkan ukuran

keliling dan jari-jari dari roller dengan menentukan jumlah bagian yang transparan dan

jarak yang ingin diraih oleh keluaran satu pulsa. Panjang kertas yang bisa dicapai oleh satu

pulsa berdasarkan besarnya keliling dari roller dan jumlah bagian yang transparan pada

piringan. Satu pulsa keluaran yang dihasilkan oleh sensor diharapkan mencapai jarak

sepanjang 1 mm (x). Dengan jumlah bagian yang transparan sebanyak 63 buah, maka

keliling roller dapat dihitung dengan persamaan (3.1).

x = jarak yang diraih dari satu pulsa = 1 mm

n = jumlah bagian yang transparan = 63 buah

x = k 𝑟𝑜𝑙𝑙𝑒𝑟n

(3.1)

1 = k 𝑟𝑜𝑙𝑙𝑒𝑟

63

k 𝑟𝑜𝑙𝑙𝑒𝑟 = 1 × 63

= 63 mm

Dengan mengetahui keliling roller, maka dapat dihitung jari-jari dari roller tersebut

dengan persamaan (3.2).

𝑘𝑒𝑙𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 𝑟𝑜𝑙𝑙𝑒𝑟 = 2 × 𝜋 × r roller

63 = 2 × 𝜋 × 𝑟 roller (3.2)

r roller = 63

2 × 𝜋

= 10,026 mm

≈ 10 mm


38

Pada gambar 3.10 dapat dilihat bahwa perancangan piringan pada incremental

rotary encoder dengan jari-jari lingkaran luar piringan sebesar 40 mm, sedangkan jari-jari

lingkaran dalam piringan sebesar 30 mm. Perbedaan jari-jari lingkaran dalam dan luar ini

dikarenakan celah pada sensor optointerrupter memiliki tinggi sebesar 10 mm. Lubang

pada piringan ditentukan sebanyak 63 buah. Satu lubang memiliki jarak sebesar 2,09 mm

dengan besar sudut 3o. Dari hasil perhitungan tersebut dapat disimpulkan bahwa jarak yang

bisa dicapai pada keluaran satu pulsa yaitu sebesar 1 mm. Maka putaran satu keliling roller

akan mencapai panjang kertas sebesar 63 mm.

er

Gambar 3.11. Komponen penyusun incremental rotary encoder

Gambar 3.10 Rancangan piringan pada rotary encoder

Gambar 3.11 Komponen penyusun incremental rotary encoder


39

Perancangan roller pada penelitian ini terdiri dari 1 buah motor dc 12 V dan 2 buah

roller pada posisi atas dan bawah yang putarannya saling berlawanan seperti yang

ditunjukkan pada gambar 3.12. Roller sering digunakan untuk penerapan pada mesin

percetakan, seperti printer. Motor dc berguna untuk menggerakkan salah satu roller yang

berada di bawah yang juga menggerakkan roller bagian atas. Roller dirancang saling

bergesekan supaya dapat menarik kertas dengan mudah. Roller juga dengan berputar

secara berlawanan supaya dapat menarik lembaran kertas yang masih berbentuk gulungan.

Gambar 3.12 Model perancangan roller

1.2.4. Perancangan Motor DC Pada tugas akhir ini menggunakan motor dc 12 v berjumlah 2 buah. Motor dc yang

pertama digunakan untuk menggerakkan piringan pada komponen incremental rotary

encoder dan 2 buah roller yang dihubungkan dengan roda gigi sehingga akan bergerak

berlawanan arah. Lalu untuk motor dc yang kedua akan digunakan sebagai mekanisme

gunting untuk memotong kertas yang telah terukur.

Perancangan motor dc ini berguna untuk menghitung besarnya momen inersia yang

terjadi pada motor dc dan komponen lain seperti roller dan roda gigi yang dihubungkan

satu poros dengan motor dc. Momen inersia pada motor dc penting diketahui seberapa

besarnya karena jika motor dc memiliki momen inersia yang besar maka dari keadaan

berhenti menjadi berputar secara konstan akan membutuhkan waktu, begitu juga dari

keadaan berputar secara konstan menjadi diam juga membutuhkan waktu. Jika momen

inersia yang dihasilkan oleh motor dc kecil, maka dari keadaan berhenti akan langsung

berputar secara konstan ketika dialiri arus dan tegangan. Begitu juga dari keadaan berputar

akan berhenti seketika ketika tidak dialiri arus dan tegangan.

Perhitungan ini memanfaatkan besarnya kecepatan putar motor dc selama satu

menit dengan satuan rotation per minute (RPM) dan torsi yang dihasilkan dari putaran


40

motor dc tersebut. Pada perancangan ini menggunakan motor dc 12 v dengan kecepatan

putar sebesar 10 RPM dan menghasilkan torsi sebesar 25 kg.cm. Dengan mengetahui

besarnya kecepatan putar motor dc dan torsi yang dihasilkan, maka besarnya momen

inersia yang dibutuhkan oleh motor dc supaya dapat memutar 2 buah roller yang

dihubungkan oleh roda gigi dapat dihitung. Dalam menghitung momen inersia yang

dihasilkan, diperlukan juga besarnya massa dan diameter dari roda gigi dan roller yang

digerakkan oleh motor dc.

roller dan roda gigi

Pada gambar 3.13 dapat dijelaskan bahwa motor dc menggerakkan roda gigi dan

roller. Perbandingan rasio roda gigi adalah 1 : 1 supaya roller dapat bergerak dengan

kecepatan putar yang sama dan arah putar yang berlawanan. Sedangkan untuk mengetahun

kecepatan laju kertas saat digerakkan oleh motor dc dan roller dapat dihitung dengan

persamaan 3.6.

𝑉 = 𝑁 × 𝜋 × 𝐷

= 10 × 𝜋 × 0.02 (3.3)

= 0,63 m/min

Dengan :

V = kecepatan laju kertas [m/min]

N = kecepatan putar motor dc [RPM]

D = diameter roller [m]

Gambar 3.13 Perancangan roller dan roda gigi


41

1.2.5. Perancangan Pengkabelan PLC Perancangan pengkabelan PLC OMRON CPM2A pada prototype ini terdapat 5

input sensor berupa 1 sensor optointerrupter, 3 sensor optoreflector dan 1 limit switch,

serta terdapat 2 output motor dc 12 V dan 2 output lampu sebagai indikator sistem. Setiap

output yang terhubung pada PLC, terlebih dahulu dihubungkan pada relay untuk

pengaman. Setiap input dan output memiliki pengalamatan masing-masing pada PLC.

Perancangan pengkabelan ini berdasarkan pada pengalamatan input dan output untuk

memudahkan pemrograman pada software CX-Programmer menggunakan diagram ladder.

Pengalamatan input dan output ini juga memudahkan untuk komunikasi hostlink dengan

software pemrograman Visual Basic 6.0 sebagai interface pengawasan dan pengendalian

sistem.

Tabel 3.2 Alamat input pada PLC

Nama Komponen Kode Pengkabelan Alamat Input

Sensor Optointerrupter Opto1 0.00

Sensor Optoreflector 1 Opto2 0.03



Limit Switch LS 0.06

Gambar 3.14 Pengkabelan input dan ouput PLC


42

Pada tabel 3.2 dan gambar 3.13 dapat dijelaskan tentang pengalamatan dan

pengkabelan input pada PLC Omron CPM2A. Terdapat 5 input sensor yang terdiri dari

sensor optointerrupter sebagai komponen penyusun incremental rotary encoder dengan

kode pengkabelan Opto1 yang memiliki alamat input 0.00 . Pemilihan alamat input 0.00 ini

sesuai dengan yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya bahwa penelitian ini

menggunakan putaran motor dc satu arah dan hanya menggunakan satu sensor, maka

sesuai dengan datasheet PLC Omron CPM2A mode input yang digunakan pada instruksi

high-speed counter adalah mode increment. Sensor lain yang digunakan adalah

menggunakan 3 sensor optoreflector. Sensor optoreflector 1 dengan alamat input 0.03

berfungsi untuk mendeteksi kertas yang nantinya akan mengaktifkan motor dc 1 dan

memutar roller untuk menarik kertas. Sensor optoreflector 2 dengan alamat input 0.04

berfungsi untuk mendeteksi ujung kertas yang sebelumnya ditarik oleh roller sebagai awal

pengukuran kertas dan sebagai tanda untuk menghentikan motor dc 1 dan roller. Sensor

optoreflector 3 dengan alamat input 0.05 berfungsi sebagai counter untuk menghitung

jumlah potongan kertas sebelum masuk ke kotak penampungan. Input sensor

optointerrupter dan optoreflector dihubungkan pada tegangan masukan 5 V karena sesuai

datasheet masing-masing sensor, batas tegangan masukan untuk sensor adalah 5 V. Limit

switch dengan alamat input 0.06 yang berfungsi sebagai tanda satu putaran motor dc 2.

Satu putaran ini menandakan bahwa gunting sudah berhasil memotong kertas.

Tabel 3.3 Alamat output pada PLC

Nama Komponen Kode Pengkabelan Alamat Input

Motor DC 1

(rotary encoder)

M1 10.00

Motor DC 2

(mekanisme gunting)

M2 10.01

Lampu Indikator 1 L1 10.02




43

Gambar 3.15 Pengkabelan output pada PLC

Pada tabel 3.3. dan gambar 3.14 dapat dijelaskan tentang pengalamatan dan

pengkabelan output pada PLC Omron CPM2A. Terdapat 4 output yang terdiri motor dc 1

dengan alamat output 10.00, motor dc 2 dengan alamat output 10.01, lampu 1 dengan

alamat output 10.02, dan lampu 2 dengan alamat output 10.03. Motor dc 1 berfungsi

sebagai motor yang memutar roller dan piringan pada komponen rotary encoder. Motor dc

2 berfungsi sebagai penggerak mekanisme naik turunnya gunting untuk memotong kertas.

Lampu 1 sebagai indikator bahwa sensor optoreflector 1 telah mendeteksi kertas. Lampu 2

berfungsi sebagai indikator yang menandakan bahwa ujung kertas telah berhasil dideteksi

sensor optoreflector 2 sebagai awal pengukuran kertas dan user bisa memberi masukan

pada tampilan visual basic. Lampu 3 berfungsi sebagai indikator yang menandakan bahwa

jumlah potongan kertas sudah sesuai dengan masukan awal dan menandakan satu siklus

sistem telah selesai dilaksanakan.


44

1.3. Rancangan Perangkat Lunak

3.3.1. Diagram Alir Proses Kerja Sistem

Gambar 3.16 Diagram alir keseluruhan sistem

Perancangan perangkat lunak sesuai dengan diagram alir seperti gambar di atas

merupakan gambaran bagaimana sistem keseluruhan akan bekerja. Dimulai dengan

inisialisasi port pada PLC. Motor dc 1 masih dalam keadaan OFF. Motor dc 1 akan

berubah menjadi keadaan ON dan memutar roller jika sensor optoreflector 1 telah

mendeteksi lembaran kertas. Lembaran kertas akan tertarik oleh roller sampai sensor

optoreflector 2 berhasil mendeteksi ujung kertas sebagai awal pengukuran, lalu motor dc 1

kembali OFF, roller juga berhenti, dan lampu indikator 1 menyala yang menandakan user

bisa memberi masukan untuk ukuran dan jumlah potongan kertas. User melakukan input

data berupa ukuran kertas dengan jarak minimal 30 milimeter (mm) dan jumlah potongan

maksimal 50 pieces pada tampilan visual basic, kemudian motor dc 1 ON untuk memutar

roller dan piringan pada komponen penyusun incremental rotary encoder. Sensor


45

optointerrupter akan menghasilkan pulsa-pulsa dari deteksi piringan yang menjadi dasar

pengukuran kertas. Pulsa-pulsa tersebut akan diolah oleh program PLC memanfaatkan

instruksi high-speed counter sesuai ukuran pada masukan. Setelah ukuran sudah sesuai

dengan masukan, motor dc 1 pada roller OFF, lalu motor dc 2 pada mekanisme gunting

ON untuk memutar plat yang menarik kawat dan pegas untuk menggerakkan gunting

supaya dapat memotong kertas. Kertas yang terpotong akan melewati sensor optoreflector

3 yang berfungsi sebagai counter jumlah potongan kertas. Potongan kertas akan ditampung

dalam kotak penampung.

Sistem akan berhenti setelah lampu indikator 3 menyala yang menandakan bahwa

jumlah potongan kertas sudah sesuai dengan masukan awal dan telah menyelesaikan satu

siklus perintah. Jika gulungan kertas habis dan sensor optoreflector 1 tidak mendeteksi

adanya kertas, maka lampu indikator 1 akan mati dan sistem akan berhenti sementara

untuk dilakukan pengisian ulang gulungan kertas.

1.3.2. Subrutin Persiapan Kertas Pada subrutin ini sebelum sistem berjalan, terlebih dahulu kertas dipersiapkan

dengan baik. Kondisi awal dari sistem ini adalah motor dc 1 dalam keadaan OFF. Kertas

yang masih dalam bentuk gulungan kemudian ditarik hingga terdeteksi oleh sensor

optoreflector 1. Saat sensor berhasil mendeteksi adanya kertas, maka motor dc 1 aktif

untuk memutar roller dan lampu indikator 1 menyala. Roller yang berputar akan menarik

kertas menuju sensor optoreflector 2. Ketika sensor optoreflector 2 berhasil mendeteksi

kertas, maka lampu indikator 2 akan menyala yang menandakan bahwa ujung kertas

sebagai awalan pengukuran telah terdeteksi. Menyalanya lampu indikator 2 juga diikuti

dengan berhentinya motor dc 1 yang juga menghentikan putaran roller seperti yang

ditunjukkan pada gambar 3.17.


46

Gambar 3.17 Diagram alir subrutin persiapan kertas

1.3.3. Subrutin Proses Masukan pada Visual Basic Pada subrutin ini dijelaskan tentang diagram alir sistem menerima masukan berupa

ukuran kertas dan jumlah potongan seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.17 dan 3.18.

User dapat memasukkan ukuran dan jumlah potongan kertas pada bagan yang tertampil di

visual basic. Setelah memberi masukan, tombol START pada bagan visual basic dapat

ditekan untuk memerintahkan pengiriman data dan pengolahan data pada PLC. Motor dc 1

ON untuk memutar piringan pada rotary encoder dan memutar roller untuk menarik kertas.

Pada komponen rotary encoder, sensor optointerrupter akan mendeteksi bagian yang

transparan dan tidak transparan pada piringan. Pulsa hasil keluaran dari pembacaan sensor

tersebut akan diproses oleh PLC sesuai program yang telah disusun. Jika ukuran kertas


47

telah sesuai masukan, motor dc 1 OFF untuk menghentikan putaran piringan dan roller.

Lalu motor dc 2 ON untuk melakukan proses pemotongan kertas dengan gunting.

Gambar 3.18 Diagram alir menerima masukan dari visual basic


48

Gambar 3.19 Diagram alir subrutin pengukuran kertas

1.3.4. Subrutin Proses Pemotongan Kertas

Gambar 3.20 Diagram alir proses pemotongan kertas


49

Pada proses pemotongan ini menggunakan limit switch untuk menandakan bahwa

plat yang menarik kawat dan pegas telah melakukan satu putaran untuk mekanisme

pemotongan kertas. Motor dc 2 ON untuk memutar plat yang menarik kawat dan pegas.

Jika limit switch tersentuh oleh plat dalam satu putaran motor dc 2 ini menunjukkan

gunting telah selesai melakukan satu proses pemotongan kertas dan kembali ke posisi awal

gunting yang terbuka. Lalu motor dc 2 akan berubah menjadi keadaan OFF.

1.3.5. Perancangan Visual Basic 6.0 Microsoft Visual Basic 6.0 menjadi bagian untuk mengendalikan dan memonitor

pada sistem prototype pemotong kertas ini. Mulai dari tombol ON untuk mengaktifkan,

tombol OFF untuk menon-aktifkan sistem, ada 2 kotak teks tempat memberi masukan

berupa ukuran dan jumlah potongan kertas, indikator berupa lampu 1 akan menyala jika

sensor optoreflektor 1 telah mendeteksi kertas, lampu 2 akan menyala ketika ujung kertas

sebagai awalan pengukuran telah terdeteksi oleh sensor optoreflector 2 dan lampu

indikator 3 akan menyala untuk menandakan satu perintah masukan telah berhasil

dilakukan. Tombol START yang berfungsi untuk memerintahkan program mulai

menjalankan instruksi dan tombol PAUSE yang berfungsi untuk menghentikan sistem

sementara jika terdapat gangguan. Tampilan interface monitoring sistem pemotong kertas

otomatis dapat dilihat pada gambar 3.20. Diagram alir tentang proses pengawasan dan

pengendalian program visual basic 6.0 dapat dilihat pada gambar 3.21.

Gambar 3.21. Tampilan Interface Visual Basic 6.0 Sistem Pemotong Kertas Otomatis

Ukuran Kertas

Jumlah Potongan Kertas

START PAUSE

ON

OFF

Gambar 3.21 Tampilan Interface Visual Basic 6.0 Sistem Pemotong Kertas Otomatis


50

Berikut ini adalah penjelasan tentang bagian-bagian pada tampilan Visual Basic

sesuai dengan nomor yang tertera pada gambar 3.3. :

1. Tombol ON dan OFF untuk memulai dan menghentikan sistem.

2. Pada bagian ini merupakan tempat untuk masukan berupa ukuran kertas dengan

ketelitian milimeter (mm), dengan batas ukuran 30 mm sampai dengan 70 mm.

3. Masukan berupa jumlah potongan kertas ditulis pada bagian ini. Jumlah potongan

maksimal yang bisa di-input adalah sebanyak 50 potong.

4. Setelah selesai memberi masukan ukuran dan jumlah potogan kertas, pengguna bisa

langsung menekan tombol START untuk mulai menjalankan sistem sesuai

masukan.

5. Tombol PAUSE digunakan untuk menghentikan sistem sementara jika ada

kesalahan pada sistem.

6. Lampu indikator 1 akan menyala hijau jika kertas terdeteksi oleh sensor

optoreflector 1, jika kertas tidak terdeteksi maka akan berubah menjadi warna putih

7. Lampu indikator 2 akan menyala merah sebagai indikator bahwa kertas sudah

terdeteksi oleh sensor optoreflector 2 dan sistem siap untuk bekerja sesuai dengan

masukan, jika sensor tidak mendeteksi kertas maka akan berwarna putih.

8. Lampu indikator 3 akan menyala kuning sebagai indikator bahwa sistem sudah

selesai mengerjakan sesuai masukan ukuran panjang dan jumlah potongan kertas.

Jika lampu mati, maka pada tampilan interface akan berwarna putih.


51

Gambar 3.22 Diagram alir program Visual Basic


52

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini berisi hasil pengujian, pengamatan dan pembahasan mengenai sistem

pengukuran dan pemotongan kertas otomatis menggunakan incremental rotary encoder.

Pengamatan dan pengujian dilakukan dengan memeriksa ukuran dari potongan kertas dan

jumlah potongan kertas sesuai masukan pada interface visual basic 6.0. Hasil dari data

pengamatan ini menjadi bahan pembahasan mengenai keberhasilan dari sistem.

4.1. Hasil Sistem Lengkap

Hasil realisasi perangkat keras dari perancangan sistem pengukuran dan

pemotongan kertas otomatis menggunakan incremental rotary encoder berbasis PLC

Omron CPM2A dapat dilihat pada gambar 4.1.

Gambar 4.1 Realisasi perangkat keras sistem tampak atas

Dalam realisasi perangkat keras seperti gambar 4.1 dapat dilihat bahwa terdapat 5

bagian utama dalam sistem lengkat tersebut. Berikut adalah penjelasan kelima bagian

utama dari sistem lengkap tersebut sesuai dengan penomorannya :


53

1. Pusat kendali dari sistem tersebut yaitu PLC Omron CPM2A. Bagian ini berfungsi

sebagai alat untuk mengendalikan sistem tersebut sesuai dengan perancangan yang

telah disusun.

2. Bagian yang memberi catu daya pada setiap komponen yang digunakan. Terdapat 3

macam catu daya yang digunakan, yaitu : catu daya 5V, 12V, dan 24V.

3. Pada bagian ini berisi 5 relay yang digunakan. Kelima relay ini terhubung dalam

kondisi normally open untuk menghubungkan port output plc dengan aktuator

seperti motor dc dan lampu indikator. Selain kelima relay tersebut, juga terdapat 3

lampu indikator warna hijau, merah, dan kuning sebagai penanda satu instruksi

telah terlaksana.

4. Bagian ini berisi tentang perangkat keras, aktuator, dan sensor yang telah tersusun

sesuai dengan perancangan sistem yang diinginkan. Terdapat 5 buah sensor yang

digunakan, yaitu 2 buah sensor optointerrupter dan 3 buah sensor optoreflector.

Juga terdapat 3 buah motor dc yang berfungsi sebagai aktuator. Perangkat keras ini

untuk mengimplemantasikan apakah program yang telah dibuat sudah sesuai

dengan perancangan. Terdapat beberapa bahan-bahan penyusun perangkat keras

yang akan dijelaskan pada subbab berikutnya.

5. Pada bagian ini berisi tentang rangkaian penguat tegangan dan rangkaian

komparator. Kedua rangkaian ini digunakan untuk meningkatkan tegangan dari

keluaran sensor supaya dapat terbaca oleh port input PLC.

4.1.1. Bahan Penyusun Perangkat Keras Pada bagian ini akan dibahas mengenai bahan-bahan yang digunakan dalam

penyusunan perangkat keras. Bahan-bahan dari perangkat keras sistem terdiri dari besi

penahan kertas, roller, penyangga roller, roda gigi, piringan rotary encoder, potongan

kardus dan kayu, akrilik, pegas, dan gunting. Penjelasan dari fungsi bahan-bahan

pembuatan perangkat keras tersebut adalah sebagai berikut :

1. Besi penahan kertas

Besi penahan kertas seperti ditunjukkan pada gambar 4.2 digunakan sebagai tempat

penahan gulungan kertas ketika kertas ditarik oleh roller. Terdapat 2 buah besi

berbentuk kotak pada sisi kanan dan kiri gulungan kertas yang berfungsi supaya

gulungan kertas tidak bergeser saat lembaran kertas ditarik oleh roller. Terdapat


54

besi berbentuk tabung yang diletakkan di tengah gulungan kertas untuk menahan

gulungan kertas.

Gambar 4.2 Besi penahan kertas

2. Roller

Penggunaan roller seperti pada gambar 4.3, untuk memudahkan dalam menarik

kertas dari gulungan kertas. Roller yang digunakan berjumlah 2 buah dengan

masing-masing memiliki diameter sebesar 20 mm. Penempatan roller bagian atas

seporos dengan motor dc yang berfungsi menggerakkan roller. Untuk

menggerakkan roller bagian bawah, menggunakan roda gigi supaya bisa bergerak

bersamaan.

Gambar 4.3 Roller


55

3. Penyangga roller

Penyangga roller seperti ditunjukkan pada gambar 4.4 berguna sebagai tempat

roller untuk menarik kertas. Berbentuk letter L supaya dapat diletakkan dengan

mudah. Berjumlah 2 buah yang terletak pada sisi kanan dan kiri roller. Terdapat 2

lubang sebagai tempat untuk bearing (supaya roller dapat berputar dengan baik).

Kedua bearing tersebut diletakkan dengan dikencangkan dengan baut pada sisi

kanan dan kiri masing-masing penyangga.

Gambar 4.4 Penyangga roller

4. Roda Gigi

Roda gigi seperti ditunjukkan pada gambar 4.5 di dalam lingkaran merah berfungsi

untuk menggerakkan kedua roller supaya dapat bergerak bersamaan. Roller yang

digerakkan oleh motor dc adalah roller yang atas. Supaya roller bawah dapat

bergerak bersamaan, maka digunakan roda gigi dengan perbandingan jumlah gigi

1 : 1.

Gambar 4.5 Roda gigi


56

5. Piringan incremental rotary encoder

Piringan ini berfungsi untuk memberi masukan berupa pulsa-pulsa supaya dapat

diolah oleh PLC. Piringan ini diletakan pada sisi luar salah satu penyangga roller.

Piringan ini diletakkan satu poros dengan motor dc karena penggeraknya adalah

motor dc yang sekaligus menggerakkan roller. Seperti pada gambar 4.7, pulsa

masukan dari incremental rotary encoder diamati menggunakan osciloscope dengan

Volt/div sebesar 2 V dan Time/div sebesar 25 ms. Hasil pada gambar didapati

besarnya frekuensi adalah 15,15 Hz dengan periode sebesar 66 ms. Dari gambar

tersebut juga dapat diamati bahwa Vpp menunjukkan angka sebesar 4,72 V.

Gambar 4.6 Piringan incremental rotary encoder

Gambar 4.7 Hasil pengamatan osciloscope untuk pulsa masukan dari incremental rotary encoder

Dari hasil pengujian komponen incremental rotary encoder menggunakan

osciloscope tersebut dapat digunakan untuk mengetahui seberapa besar kecepatan


57

putar (RPM) dari motor dc yang memutar pirinan incremental rotary encoder.

Untuk mengetahuinya dengan menggunakan rumus pada persamaan (4.1).

N = (F × 60) / R (4.1)

= (15,15 Hz × 60) / 63

= 14,428 RPM

≈ 14,43 RPM

Keterangan :

N = kecepatan putar (RPM)

F = frekuensi (Hz)

R = resolusi (PPR)

6. Potongan Kardus dan Kayu

Kardus digunakan sebagai tempat jalannya kertas setelah kertas ditarik oleh kedua

roller. Penggunaan kardus karena penerapannya yang fleksibel dan mudah

disesuaikan. Sedangkan potongan kayu yang berjumlah 2 buah diletakkan pada sisi

kanan dan kiri kardus sebagai penyangga kardus. Penggunaan kayu karena mudah

disesuaikan dan murah. Penempatan kardus dan kayu seperti ditunjukkan pada

gambar 4.8.

Gambar 4.8 Kardus dan kayu

7. Akrilik

Penggunaan akrilik yang ditunjukkan pada gambar 4.9 dan 4.10 di dalam lingkaran

biru sebagai penahan kertas supaya tetap berada pada jalurnya dan memudahkan

kertas untuk bergerak. Penempatan akrilik ini di atas kardus sebagai tempat


58

jalannya kertas setelah ditarik roller dan setelah kertas digunting supaya kertas

dapat dengan mudah jatuh untuk melewati sensor counter.

Gambar 4.9 Akrilik sebagai penahan kertas

Gambar 4.10 Akrilik sebagai jalannya kertas setelah terpotong

8. Gunting

Gunting ini digunakan untuk memotong kertas sesuai dengan ukurannya. Gunting

ini diletakkan tepat setelah sensor yang berguna sebagai awalan pengukuran kertas.

Gunting dilekatkan dengan menggunakan lem Dextone pada potongan kayu.

Penggerak gunting adalah motor dc yang dikaitkan dengan tali supaya dapat

menggerakkan gunting dengan naik turun ketika motor dc berputar. Gambar

penempatan gunting dapat dilihat pada gambar 4.11.

Gambar 4.11 Penempatan gunting


59

9. Pegas

Fungsi dari pegas untuk mengembalikan gunting pada keadaan semula (gunting

terbuka) setelah gunting melakukan pemotongan kertas, supaya kertas dapat

melewati gunting untuk dilakukan pemotongan lagi. Gambar penempatan pegas

dapat ditunjukkan pada gambar 4.12 di dalam lingkaran biru.

Gambar 4.12 Penempatan pegas

Kedelapan bahan yang disebutkan di atas disusun membentuk perangkat keras

sesuai dengan perancangannya agar sistem dapat bekerja dengan baik. Pada pengerjaan

awal, yang menjadi pedoman ukuran semua perangkat keras adalah lebar dari gulungan

kertas. Ukuran lebar digunakan untuk menyesuaikan alur jalannya kertas supaya kertas

dapat berjalan sesuai alurnya dan tidak geser keluar dari jalur. Panjang roller juga

dipengaruhi oleh lebar dari gulungan kertas. Karena jika ukuran panjang roller tidak

menyesuaikan ukuran lebar gulungan kertas, kertas tidak dapat berjalan dengan baik.

Peletakkan roller gulungan kertas harus sejajar supaya kertas dapat berjalan dengan baik

ketika ditarik oleh roller. Sebelum ditarik oleh roller, kertas akan melewati sensor

optoreflector untuk memberi masukan bahwa kertas sudah siap dan mengaktifkan motor dc

1 untuk memutar roller.

Setelah ditarik oleh roller, kertas akan berjalan melalui potongan kardus yang

disusun sebagai tempat jalannya kertas. Kardus ini diletakkan tepat setelah roller, supaya

kertas dapat langsung berjalan menuju sensor optoreflector 2 dan gunting. Penempatan

kardus ini juga harus sejajar dengan roller. Pemberian batas pada jalur kertas supaya kertas

tetap berjalan lurus menuju gunting. Batas untuk jalannya kertas ini juga terbuat dari


60

potongan kardus yang telah disesuaikan. Di atas jalur kertas ini diberi potongan akrilik yag

berguna untuk menahan kertas supaya tetap bergerak lurus dan mendatar untuk

memudahkan dalam pemotongan dengan gunting.

Pemasangan gunting tepat berada di akhir jalur jalannya kertas. Peletakkan gunting

ini disesuaikan dengan jalur jalannya kertas dan lebar kertas supaya gunting dapat

memotong sepanjang lebar kertas. Pada pemasangan awal gunting, kertas menabrak

gunting yang disebabkan pemasangan gunting yang belum menyesuaikan jalur jalannya

kertas. Selain itu, kertas juga tidak terpotong dengan baik karena pemasangan gunting juga

belum menyesuaikan lebar kertas. Pemilihan ukuran gunting juga mempengaruhi proses

pemotongan kertas. Panjang bagian pemotong pada gunting ini harus lebih besar dari

ukuran lebar kertas, supaya kertas dapat terpotong dengan baik.

Setelah kertas telah berhasil dipotong, maka akan langsung melewati akrilik

sebagai jalur jalannya kertas selanjutnya. Penggunaan akrilik supaya kertas dapat berjalan

dengan baik karena tekstur permukaan akrilik yang licin. Saat kertas jatuh ke kotak

penampung, maka potongan kertas itu akan melewati sensor counter (optoreflector 3)

untuk dihitung jumlahnya.

4.1.2. Perubahan dan Penambahan Pada Sistem Dari gambar hasil realisasi perangkat keras dan perangkat lunak yang telah dibahas

pada subbab sebelumnya, terdapat beberapa perubahan dan penambahan mengenai

perangkat keras dan perangkat lunak, wiring output sistem, penambahan pada tampilan

GUI Visual Basic 6.0, dan penambahan rangkaian penguat dan komparator. Perbandingan

mengenai perubahan hasil realisasi perangkat keras dan perangkat lunak dengan

perancangan adalah sebagai berikut :

1. Perubahan realisasi perangkat keras

Perubahan ini meliputi letak dan posisi sensor optoreflector 3 yang berfungsi

sebagai counter potongan kertas, perubahan limit switch yang diganti dengan

sensor optointerrupter sebagai penanda 1 putaran motor dc, dan perubahan letak

dan posisi kotak penampung potongan kertas seperti yang terlihat pada tabel 4.1.


61

Tabel 4.1 Perbandingan Perubahan Perancangan Sistem dengan Realisasinya

Keterangan Perancangan Realisasi

Perubahan posisi sensor optoreflector 3

Letak sensor optoreflector 3 yang berfungsi untuk counter jumlah potongan kertas, berada di bawah tempat jalannya kertas setelah terpotong.

Karena tempat yang terlalu sempit dan tidak memungkinkan untuk diletakkan dibawah tempat jalannya potongan kertas. Maka pada realisasinya sensor dipindah letaknya menjadi di belakang tempat jalannya potongan kertas, dimana lebih mudah dalam penempatan sensornya tetapi tetap bisa menghitung jumlah potongan kertas yang melalui sensor.

Perubahan komponen limit switch

Limit switch berguna sebagai penanda satu putaran motor dc, terletak di belakang komponen yang berguna untuk menggerakkan naik turunnya gunting untuk memotong kertas dan terbuka sesuai posisi awal.

Karena tempat yang tidak memungkinkan untuk penempatan limit switch, maka fungsi limit switch digantikan oleh sensor optocoupler. Ketika baut melewati celah sensor maka itu menandakan satu putaran motor dc lalu berhenti.


62

Lanjutan tabel 4.1

Keterangan Perancangan Realisasi

Perubahan kotak penampung potongan kertas

Kotak penampung ini terletak di alas tepat dibawah jalur untuk jalannya kertas setelah terpotong

Karena alas untuk tempat perangkat keras tidak ada tempat untuk meletakkan kotak penampung, maka diletakkan di luar alas dibawah jalur jalannya potongan kertas.

2. Perubahan pada wiring output PLC.

Selain perubahan pada perangkat keras sistem, juga terjadi perubahan pada wiring

output PLC yaitu output lampu 3 yang sebelumnya berada pada alamat 10.04,

dikarenakan alamat output 10.04 tidak berfungsi dengan baik, maka alamat output

diganti dengan 10.05.

3. Perubahan pada tampilan GUI Visual Basic 6.0

Pada perancangan tampilan GUI Visual Basic 6.0, terdapat 4 buah command button

untuk mengendalikan PLC yaitu ON, OFF, START, dan PAUSE seperti pada

gambar 4.13. Pada realisasinya terdapat perubahan seperti yang terlihat pada

gambar 4.14. Perubahan ini meliputi penambahan command button yang

digunakan. Penambahan command button ini dikarenakan berhubungan dengan

fungsi command button tersebut pada program diagram ladder pada PLC.

Penjelasan mengenai penambahan command button tersebut dapat dilihat pada

tabel 4.3.


63

Gambar 4.13 Perancangan Tampilan GUI Visual Basic 6.0

Gambar 4.14 Realisasi tampilan GUI Visual Basic 6.0.

Pada tampilan GUI Visual Basic di atas, terdapat beberapa keterangan yang

dijelaskan pada tabel 4.2 mengenai properties yang akan berpengaruh pada program yang

disusun. Properties tersebut berupa (Name) pada masing-masing components yang

digunakan seperti textbox, command button, dan shape beserta masing-masing fungsinya

untuk pengendalian pada program diagram ladder PLC.


64

Tabel 4.2 Keterangan pada Components yang digunakan

No. Components (Name) Fungsi

1. cmdMonitor Mengubah mode PLC menjadi mode monitor

2. cmdProgram Mengubah mode PLC menjadi mode Program

3. onbutton Mengaktifkan awalan program pada PLC

4. offbutton Mematikan awalan program pada PLC

5. Keluar Untuk keluar dari GUI Visual Basic 6.0

6. Shape1

Shape2

Shape3

Untuk indikator lampu 1 warna hijau

Untuk indikator lampu 2 warna merah

Untuk indikator lampu 3 warna kuning

7. writeDM101 Untuk mengirim nilai ukuran kertas pada textbox ukuran kertas menuju memory PLC

DM101

8. writeHR1 Untuk memasukkan nilai counter kertas pada textbox

jumlah potongan kertas menuju memory PLC HR1

9. resetONcounter Untuk mengaktifkan reset nilai counter pada PLC

10. resetOFFcounter Untuk menonaktifkan reset nilai counter pada PLC

11. resetONpulsa Untuk mengaktifkan reset pada nilai pulsa masukan

12.

resetOFFpulsa Untuk menonaktifkan reset pada nilai pulsa masukan

13.

cmdPause Untuk menghentikan program PLC sementara


65

Lanjutan tabel 4.2

No. Components (Name) Fungsi 14.

cmdReturn Untuk memulai kembali

program PLC setelah berhenti sementara

15.

Startbutton Untuk memulai program fungsi High-Speed Counter

16.

Stopbutton Untuk menghentikan program fungsi High-Speed Counter

17. textUkuran Sebagai tempat menulis masukan ukuran panjang kertas dalam satuan milimeter (mm)

18.

textJumlah Sebagai tempat menulis jumlah potongan kertas

4. Penambahan Rangkaian Penguat Tegangan dan Rangkaian Komparator

Pada sistem ini menggunakan 4 buah sensor yaitu sensor optointerrupter, sensor

optoreflector 1, sensor optoreflector 2,sensor optoreflector 3. Masing-masing

sensor tersebut memiliki tegangan masukan dan keluaran sebesar 5 VDC. Dalam

rangkaian yang digunakan, tegangan keluaran pada masing-masing sensor langsung

masuk pada port input PLC untuk memberikan masukan pada PLC tentang keadaan

sensor tersebut. Sesuai dengan datasheet PLC Omron CPM2A [19], tegangan

minimal supaya port input PLC aktif adalah sebesar 17 VDC (IN0000 dan IN0001)

dan 14,4 VDC (IN0002 dan seterusnya). Karena tegangan keluaran dari masing-

masing sensor hanya sebesar 5VDC, maka diperlukan rangkaian penguat tegangan

supaya tegangan yang masuk port input PLC sesuai dengan ketentuan datasheet dan

dapat mengaktifkan port input PLC. Rangkaian penguat tegangan yang digunakan

adalah rangkaian non-inverting dengan IC LM324. Penggunaan rangkaian non-

inverting karena input dari rangkaian penguat tegangan memiliki tegangan positif,

sedangkan untuk output juga dibutuhkan tegangan keluaran positif untuk masuk ke

port input PLC. Karena input dan output rangkaian penguat tegangan memiliki

polaritas yang sama maka jenis rangkaian penguat yang digunakan adalah

rangkaian non-inverting. Rangkaian penguat tegangan yang digunakan seperti yang

ditunjukkan oleh gambar 4.15.


66

Gambar 4.15 Rangkaian penguat non-inverting

Pada rangkaian tersebut menggunakan resistor sebesar 3k (Rf) dan 1k (Ri).

Menentukan besarnya resistor dapat dihitung pada persamaan 4.1. Dengan besarnya

Vo = 20 VDC dan Vi = 5VDC.

𝑉𝑜 = � 𝑅𝑓+𝑅𝑖𝑅𝑖

� .𝑉𝑖 (4.2)

20 = �𝑅𝑓 +1𝑘1𝑘

� . 5

20 = (Rf + 1) . 5

20 = 5Rf + 5

5Rf = 20 – 5

Rf = 3k ohm

Pada gambar 4.15 terlihat bahwa terdapat penggunaan IC 7404 yang merupakan IC

gerbang NOT. Penggunaan IC ini untuk membalik keadaan pada keluaran ketiga

sensor optoreflector. Saat mendeteksi objek, keluaran yang ditunjukkan oleh sensor

adalah 0 V (kondisi 0), sedangkan saat tidak mendeteksi adanya objek, keluaran

yang ditunjukkan adalah 5 V (kondisi 1). Supaya tegangan yang masuk ke input


67

rangkaian penguat tegangan adalah 5V, maka digunakan IC 7404, sehingga dapat

menghasilkan keluaran sebesar 20 V.

Pada realisasi alat juga menggunakan rangkaian komparator pada keluaran sensor

optoreflector 3. Penggunaan rangkaian komparator seperti yang ditunjukkan pada

gambar 4.16 ini dikarenakan terdapat masalah saat sensor optoreflector 3

mendeteksi objek, menunjukkan tegangan keluaran sebesar 1,2 – 1,5 V. Dengan

keadaan seperti itu, kondisi yang terdeteksi adalah masih kondisi 1. Sedangkan

yang dibutuhkan adalah kondisi 0, maka penambahan rangkaian komparator dapat

menjadi solusi dari permasalahan tersebut. Pada rangkaian ini, Vo = +Vsat jika Vin

< Vref dan Vo = 0 jika Vin > Vref. Perhitungan untuk rangkaian komparator dapat

dilihat pada persamaan 4.2.

Gambar 4.16 Rangkaian komparator inverting dengan Vref

𝑉𝑟𝑒𝑓 = � 𝑅2𝑅2+𝑅1

� .𝑉𝑐𝑐 (4.3)

= �2𝑘

2𝑘 + 2𝑘� . 5 𝑉

= �2𝑘4𝑘� . 5 𝑉

= 2,5 𝑉

Pada gambar 4.16 dan persamaan 4.3 menunjukkan bahwa jika Vin yang

merupakan tegangan keluaran dari sensor nilainya kurang dari besarnya Vref, maka

Vo = +Vsat. Jika Vin menunjukkan nilai lebih besar dari Vref, maka Vo = 0.

Seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.17 yang menunjukkan Vin kurang dari

Vref dan gambar 4.18 yang menunjukkan Vin lebih besar dari Vref. Dengan


68

keadaan seperti ini, maka keluaran dari rangkaian komparator tersebut tidak perlu

dihubungkan dengan masukan dari IC 7404 karena keadaannya sudah sesuai

dengan yang diinginkan, yaitu ketika sensor mendeteksi objek (Vin < Vref)

tegangan keluaran sama dengan tegangan saturasi (21 V), dan ketika sensor tidak

mendeteksi objek (Vin > Vref) tegangan keluaran sama dengan nol.

4.2. Pengujian dan Implementasi Perangkat Lunak Pada Perangkat

Keras Pada subbab ini akan dibahas mengenai pengujian sistem mengenai implementasi

program diagram ladder PLC dan GUI Visual Basic 6.0 pada perangkat keras yang telah

tersusun.

4.2.1. Pengoperasian Sistem 1. Aktifkan power listrik 220 VAC

2. Aktifkan power listrik PLC

3. Aktifkan power supply 5VDC, 12VDC, dan 24 VDC.

4. Hubungkan PLC dengan komputer dengan kabel RS-232A

5. Download program diagram ladder PLC.

6. Aktifkan GUI Visual Basic 6.0 seperti yang terlihat pada gambar 4.19.

Gambar 4. 17 Keadaan dimana Vin < Vref

Gambar 4.18 Keadaan dimana Vin > Vref


69

Gambar 4.19 Tampilan GUI Visual Basic 6.0.

4.2.2. Program Awal Sistem Untuk memulai sistem dan mengendalikan program PLC melalui GUI Visual

Basic 6.0, terlebih dahulu menekan command button pada frame Mode PLC. Terdapat 2

mode PLC yaitu MONITOR dan PROGRAM. Gambar 4.20 dan gambar 4.21 adalah

listing program untuk mengubah mode PLC :

• Mode Monitor

Gambar 4.20 Program mode monitor untuk PLC

• Mode Program

Gambar 4.21 Program mode Program untuk PLC

Dengan menekan command button Monitor, maka pemrograman diagram ladder

PLC dapat dikendalikan oleh GUI Visual Basic 6.0 Setelah menekan command button


70

MONITOR, maka untuk mengawali sistem dengan menekan command button ON seperti

yang terlihat pada gambar 4.24. Fungsi dari command button ini adalah untuk memulai

awalan sistem pada pemrograman diagram ladder PLC yang akan mengaktifkan alamat IR

1.00 dan kemudian mengaktifkan alamat IR 200.03, seperti yang terlihat pada gambar

4.25. Lalu untuk mengakhiri sistem dengan menekan command button OFF seperti pada

gambar 4.26, maka akan menonaktifkan alamat IR 1.00 dan menonaktifkan alamat IR

200.03 seperti pada gambar 4.27. Gambar 4.22 dan 4.23 adalah listing program untuk

command button ON dan OFF :

Gambar 4.22 Program untuk Command Button ON

Gambar 4.23 Program untuk command button OFF

Gambar 4.24 Command button ON ditekan


71

Gambar 4.25 Alamat IR 1.00 aktif ketika ON ditekan

Gambar 4.26 Command button OFF ditekan


72

Gambar 4.27 Alamat IR 1.00 nonaktif ketika OFF ditekan

Setelah menekan command button ON untuk memulai awalan sistem, maka kertas

ditarik supaya terdeteksi oleh sensor optoreflector 1. Saat sensor optoreflector 1

mendeteksi kertas, maka akan mengaktifkan motor dc 1 dan lampu indikator 1 berwarna

hijau menyala seperti yang terlihat pada gambar 4.28. Saat lampu indikator 1 berwarna

hijau menyala, maka pada GUI Visual Basic 6.0 juga akan menampilkan perubahan warna

pada lingkaran pertama berwarna hijau seperti yang terlihat pada gambar 4.29. Sedangkan

pada program diagram ladder PLC, saat sensor optoreflector 1 aktif yang terdapat pada

alamat input IR 0.03, juga akan mengaktifkan output motor dc 1 dengan alamat output

10.00 dan lampu indikator 1 dengan alamat output 10.02 seperti yang terlihat pada gambar

4.30.

Gambar 4.28 Lampu indikator 1 dan motor dc 1 aktif saat sensor optoreflector 1 aktif


73

Gambar 4.29 Lingkaran pertama berwarna hijau saat lampu indikator hijau aktif

Gambar 4.30 Diagram ladder saat sensor optoreflector 1 aktif

Saat motor dc 1 aktif, maka akan memutar roller dan menarik kertas sampai

terdeteksi oleh sensor optoreflector 2. Kertas yang terdeteksi oleh sensor optoreflector 2

berhenti bergerak karena motor dc 1 tidak aktif dan akan menyalakan lampu indikator 2

berwarna merah seperti yang terlihat pada gambar 4.31.


74

Gambar 4.31 Lampu indikator 2 berwarna merah menyala dan motor dc 1 berhenti

Saat lampu indikator 2 berwarna merah menyala, maka pada GUI Visual Basic

6.0 juga akan menampilkan perubahan warna pada lingkaran kedua berwarna merah seperti

yang terlihat pada gambar 4.32.

Gambar 4.32 Lingkaran kedua berwarna merah saat lampu indikator 2 menyala

Sedangkan pada program diagram ladder PLC, saat sensor optoreflector 2 aktif

yang terdapat pada alamat input IR 0.04, akan mengaktifkan lampu indikator 2 dengan

alamat output 10.03 dan mengaktikan instruksi KEEP(11) untuk alamat IR 200.0. Dengan

aktifnya alamat IR 200.0, maka akan menghentikan motor dc 1 karena pada jalur rung 2

terdapat keadaan normally close (NC) untuk alamat IR 200.0 sebelum masuk pada alamat

output 10.00. seperti yang terlihat pada gambar 4.33 dan 4.34.


75

Gambar 4.33 Output IR 10.03 dan 200.00 aktif

Gambar 4.34 Keadaan NC pada IR 200.00 yang aktif

4.2.3. Program Reset Nilai Pulsa Masukan Gambar 4.36 menjelaskan bahwa setelah keadaan pada motor dc 1 mati, maka

user dapat menekan command button “Reset Nilai Pulsa ON” pada GUI Visual Basic 6.0

untuk mengaktifkan reset nilai 0 pada nilai pulsa masukan incremental rotary encoder

yang tertampil pada alamat SR 248. Karena saat motor dc 1 aktif yang berarti juga

memutar komponen incremental rotary encoder, nilai pulsa masukan dari incremental


76

rotary encoder akan tetap terdeteksi walaupun fungsi high-speed counter belum diaktifkan

seperti yang terlihat pada gambar 4.35. Setelah nilai pulsa masukan telah reset 0 seperti

yang terlihat pada gambar 4.37, maka user dapat menekan command button “Reset Nilai

Pulsa OFF” yang dapat dilihat pada gambar 4.38. Dengan menekan kedua command button

tersebut secara bergantian maka akan mengaktifkan dan menonaktifkan alamat SR 252.00

untuk mereset nilai pulsa masukan.

Gambar 4.35 Nilai pulsa masukan dari incremental rotary encoder

Gambar 4.36 Command button “Reset Nilai Pulsa ON” ditekan


77

Gambar 4.37 Mengaktifkan reset nilai pulsa masukan

Gambar 4.38 Menonaktifkan reset nilai pulsa masukan

Gambar 4.39 dan 4.40 adalah listing program GUI Visual Basic 6.0 untuk

command button “Reset Nilai Pulsa ON” dan “Reset Nilai Pulsa OFF” :


78

Gambar 4. 39 Program untuk Reset Nilai Pulsa ON

Gambar 4.40 Program untuk Reset Nilai Pulsa ON

4.2.4. Program High-Speed Counter Setelah melakukan reset nilai pulsa masukan, user dapat memberi masukan

berupa ukuran panjang kertas pada textbox “Ukuran Panjang Kertas” dengan

memperhatikan satuan milimeter (mm) seperti yang terlihat pada gambar 4.41. Ukuran

yang bisa dimasukkan mulai dari 30 – 70 mm sesuai dengan batasan masalah yang telah

dibahas pada bab 1. Setelah memberi masukan pada textbox ukuran panjang kertas, lalu

klik command button “Ganti Ukuran Kertas”, maka nilai pada textbox akan disimpan pada

memory DM0101 yang merupakan tempat menyimpan target nilai yang harus dicapai oleh

nilai pulsa masukan dari incremental rotary encoder seperti yang terlihat pada gambar

4.43. Kemudian nilai tersebut akan diproses oleh instruksi CTBL(63) pada fungsi high-

speed counter. Program pada command button “Ganti Ukuran Kertas” untuk menyimpan

nilai pada textbox ukuran panjang kertas dapat dilihat pada gambar 4.42.

Gambar 4. 41 Masukan ukuran panjang kertas


79

Gambar 4.42 Program menyimpan nilai pada memory DM0101

Gambar 4.43 Nilai dari textbox ukuran panjang kertas disimpan dalam DM0101

Setelah memberi masukan pada textbox ukuran panjang kertas, user dapat

memberi masukan pada textbox jumlah potongan kertas. Dengan menuliskan nilai yang

diinginkan antara 00 – 50 seperti pada gambar 4.44.

Gambar 4.44 Masukan untuk jumlah potongan kertas

Supaya nilai tersebut bisa disimpan dalam memory pada program diagram ladder

PLC, maka ditekan command button “Ganti Nilai Counter”. Program untuk command

button ‘Ganti Nilai Counter” dapat dilihat pada gambar 4.45.

Gambar 4.45 Program command button Ganti Nilai Counter


80

Command button ini berguna untuk menyimpan nilai yang telah ditulis pada

textbox ke dalam memory HR1 sebagai nilai counter pada instruksi CNT seperti pada

gambar 4.46.

Gambar 4.46 Nilai untuk counter disimpan dalam memory HR1

Supaya nilai counter baru yang tersimpan dalam memory HR1 dapat digunakan

untuk instruksi CNT, maka masukan reset counter harus diaktifkan terlebih dahulu. Untuk

mengaktifkan reset counter yang berada pada alamat IR3.00, maka user dapat menekan

command button “Reset Counter ON” dan untuk menonaktifkannya dapat menekan

command button “Reset Counter OFF” seperti yang terlihat pada gambar 4.47. Command

button ini juga digunakan untuk mereset nilai counter setelah nilai counter mencapai 0.

Program untuk kedua command button tersebut dapat dilihat pada gambar 4.48.

Gambar 4.47 Command button untuk reset counter

Gambar 4.48 Program untuk reset counter.


81

Setelah melakukan reset counter, maka user dapat menekan command button

“START” seperti yang terlihat pada gambar 4.49. Dengan menekan command button

tersebut, maka program utama yaitu fungsi high-speed counter akan dijalankan sesuai

dengan masukan pada textbox ukuran panjang kertas dan jumlah potongan kertas. Gambar

4.50 merupakan program untuk mengaktifkan alamat HR0.00 pada diagram ladder.

Gambar 4.49 Command button START untuk memulai program utama

Gambar 4.50 Program untuk command button START

Command button START tersebut akan mengaktifkan alamat HR0.00 yang

kemudian akan mengaktifkan program fungsi high-speed counter seperti yang terlihat pada

gambar 4.51. Dengan mengaktifkan alamat HR0.00, juga akan mereset instruksi KEEP(11)

200.00 yang sebelumnya dalam keadaan aktif saat sensor optoreflector 2 aktif untuk

mematikan motor dc 1. Mereset instruksi KEEP(11) berarti juga menonaktifkan alamat

200.00 untuk mengaktifkan motor dc 1. Saat motor dc 1 aktif yang berarti juga memutar

piringan incremental rotary encoder yang akan memberi pulsa masukan dari deteksi sensor

pada piringan tersebut. Pulsa masukan tersebut akan diproses oleh program fungsi high-

speed counter. Jika pulsa masukan dari incremental rotary encoder sudah sesuai dengan

masukan pada GUI Visual Basic 6.0 yang tersimpan dalam memory DM0101, maka


82

otomatis program di dalam instruksi SBN(92) dan RET(93) akan dijalankan seperti yang

terlihat pada gambar 4.52.

Gambar 4.51 Alamat HR0.00 aktif

Gambar 4.52 Program dalam instruksi subrutin 1 aktif

Program di dalam instruksi subrutin seperti pada gambar 4.52, berisi instruksi

SET 200.01 dan SET 200.02. Saat subrutin tersebut aktif, maka alamat IR200.01 dan

IR200.02 akan aktif. Pada gambar 4.53 alamat IR200.01 merupakan alamat masukan

dalam kondisi normally close, yang ketika aktif akan memutus jalur pada rung 2 yang

berarti menonaktifkan alamat IR10.00 yang merupakan alamat untuk motor dc 1.

Sedangkan pada gambar 4.54 dapat dijelaskan bahwa instruksi SET 200.02 akan

mengaktifkan alamat IR200.02 yang berada pada rung 5. Alamat IR200.02 dalam kondisi

normally open. Ketika aktif, maka juga akan mengaktifkan alamat keluaran IR10.01 yang


83

merupakan alamat untuk motor dc 2. Motor dc 2 akan menggerakkan gunting untuk

memotong kertas.

Pergerakan gunting tersebut hanya untuk menutup untuk memotong kertas lalu

terbuka kembali. Pergerakan gunting tersebut memanfaatkan 1 putaran pada motor dc 2.

Indikator 1 putaran motor dc 2 adalah sensor optointerrupter. Alamat masukan pada

diagram ladder untuk sensor ini adalah IR0.06 seperti pada gambar 4.55. Alamat IR0.06

yang aktif akan mengaktifkan alamat SR252.00 yang berarti reset nilai pulsa masukan.

Saat alamat IR0.06 aktif juga mengaktifkan instruksi RSET 200.01 dan RSET 200.02. Saat

instruksi RSET 200.01 dan RSET 200.02 aktif maka akan menonaktifkan instruksi SET

200.01 dan SET 200.02 juga menonaktifkan instruksi SBN(92) dan RET(93). Ketika

alamat IR200.02 nonaktif, maka motor dc 2 akan mati. Ketika alamat IR200.01 nonaktif

maka motor dc 1 juga akan aktif lagi. Dengan aktifnya motor dc 1, maka piringan

incremental rotary encoder akan berputar lagi dan memberi masukan pulsa yang akan

mengaktifkan program fungsi high-speed counter. Proses ini akan berulang sampai nilai

counter jumlah potongan kertas terpenuhi.

Gambar 4.53 Alamat IR200.01 aktif


84

Gambar 4.54 Alamat IR200.02 aktif

Gambar 4.55 Alamat IR0.06

4.2.5. Program Counter Potongan Kertas Setelah kertas berhasil dipotong oleh gunting, maka kertas akan langsung jatuh

menuju kotak penampung. Kertas akan melewati sensor optoreflector 3 yang berfungsi

sebagai sensor counter. Sensor optoreflector 3 berada pada alamat IR0.05 pada diagram

ladder PLC seperti yang terlihat pada gambar 4.56. Proses pengukuran dan pemotongan

kertas akan terus berulang sampai nilai counter mencapai 0. Ketika nilai counter 0 maka

lampu indikator 3 yang berada pada alamat 10.05 akan aktif seperti yang terlihat pada

gambar 4.57. Kondisi nilai counter 0 juga akan menghentikan program pada fungsi high-


85

speed counter seperti yang terlihat pada gambar 4.58 dan menonaktifkan motor dc 1.

Motor dc 2 juga akan berhenti setelah sensor optointerrupter 2 aktif .

Gambar 4.56 Alamat IR0.05 untuk sensor optoreflector 3

Gambar 4.57 Lampu indikator 3 aktif

Gambar 4.58 Nilai counter ketika 0


86

Ketika motor dc 1, motor dc 2, dan program pada fungsi high-speed counter telah

berhenti, maka user dapat menekan command button STOP yang berfungsi untuk

menonaktifkan alamat HR0.00 gambar 4.60.

Gambar 4.59 Program untuk command button STOP

Gambar 4.60 Alamat HR0.00 dalam kondisi nonaktif

Setelah menekan command button STOP, maka user dapat menekan command

button “Reset Counter ON” untuk mereset nilai counter. User dapat melakukan langkah-

langkah mulai dari memberi masukan pada ukuran panjang kertas dan jumlah potongan

kertas untuk melakukan perintah baru dengan ukuran panjang kertas baru dan jumlah

potongan kertas baru.


87

4.3. Data dan Analisa Hasil Pada bagian ini akan membahas tentang hasil dari proses pengujian dan

pengumpulan data dari sistem tersebut. Data yang dimaksud adalah membandingkan

ukuran potongan kertas yang diukur menggunakan penggaris (mistar) dengan nilai

sebenarnya dari masukan user. Dari data tersebut dapat diketahui besarnya kesalahan

ukuran tersebut dan penyebab kesalahan tersebut. Kesalahan yang dimaksud adalah

penyimpangan variabel yang diukur dari harga (nilai) sebenarnya. Untuk mengetahui

besarnya kesalahan yang mungkin terjadi, maka proses pengolahan datanya adalah dengan

melakukan analisis statistik. Analisis statistik yang dilakukan dengan mencari nilai rata-

rata ukuran dan nilai deviasi standar, dari nilai deviasi ukuran tersebut digunakan untuk

mencari nilai kesalahan yang mungkin pada masing-masing ukuran. Dari besarnya nilai

kesalahan yang mungkin inilah dapat digunakan sebagai acuan untuk menentukan range

kesalahan dari nilai rata-rata ukuran.

Data yang dikumpulkan berupa 5 ukuran potongan yang berbeda yaitu 30 mm, 40

mm, 50 mm, 60 mm, dan 70 mm. Dari masing-masing ukuran tersebut dilakukan sebanyak

50 kali pengumpulan data. Banyaknya pengulangan dalam pengumpulan data ini

disesuaikan dengan jumlah maksimal potongan kertas yang bisa didapatkan pada setiap

masukan ukuran dan jumlah potongan kertas.

Selain data berupa ukuran potongan kertas, data yang lain adalah data

keberhasilan jalannya kertas yang mempengaruhi keberhasilan dari sistem tersebut.

Keberhasilan jalannya kertas yang dimaksud adalah jalannya kertas pada jalur yang telah

dibuat apakah berjalan dengan lancar atau tidak. Tidak lancarnya kertas berjalan akan

menjadi salah satu faktor gangguan dari sistem. Untuk mengetahuinya dapat digunakan

persamaan di bawah ini :

Tingkat Keberhasilan Jalannya Kertas (%) =Keberhasilan percobaan

Banyaknya percobaanX 100%

Perhitungan mengenai tingkat keberhasilan jalannya kertas ini digunakan karena

pada hasil potongan kertas terdapat beberapa potongan yang tidak sejajar, seperti yang

terlihat pada gambar 4.61. Sehingga perlu dihitung tingkat keberhasilannya pada setiap

ukuran.


88

Gambar 4.61 Contoh potongan kertas yang tidak sejajar

Contoh potongan kertas yang tidak sejajar tersebut karena jalannya kertas

mengalami gangguan atau kertas tersangkut pada bagian tempat jalannya kertas. Bagian-

bagian yang menyebabkan tersangkutnya kertas dapat dijelaskan pada tabel 4.3.

Tabel 4.3 Bagian pada perangkat keras yang menyebabkan gangguan

Bagian Keterangan

1.

Pada bagian 1 ini, kertas sering tersangkut pada sisi tepi batas kertas karena pergerakan kertas yang tidak selalu lurus dan sisi tepi yang tersusun dari bahan yang tidak halus. Pada bagian sisi tepi jalur kertas juga terdapat celah yang memungkinkan kertas masuk pada celah tersebut dan tersangkut.

2.

Pada bagian 2 ini kertas sering tersangkut pada gunting. Yang disebabkan jalannya kertas tidak dapat lurus dan sejajar. Saat jalannya kertas bergeser, maka kemungkinannya adalah kertas akan tersangkut pada sisi tepi jalur kertas atau pada gunting.


89

Data dalam tabel tersebut di atas, dapat digunakan dalam tabel-tabel hasil

percobaan yang menunjukkan hasil pengukuran potongan kertas untuk memberi

pembuktian bahwa walau kertas dapat terpotong dan dapat diukur hasilnya tetapi ada

bagian yang menyebabkan gangguan pada sistem berupa jalannya kertas tersangkut

dikarenakan penyusunan mekanik pada sistem tidak berjalan dengan baik. Kekurangan

dalam penyusunan mekanik menyebabkan penyimpangan benda kerja berakibat pada

potongan kertas memiliki ukuran yang tidak sejajar pada kedua sisi panjang kertas. Maka

untuk menentukan ukurannya dengan diambil nilai rata-rata dari kedua sisi panjang

potongan kertas yang tidak sejajar saat mengukur dengan menggunakan penggaris, seperi

pada gambar 4.62.

Gambar 4.62 Pengukuran kertas yang tidak sejajar dengan penggaris

4.3.1. Data Pengukuran Ukuran 30 mm Pengumpulan data berisi 50 populasi hasil pengukuran menggunakan mistar ukur.

Dalam tabel ini berisi juga simpangan dan simpangan kuadrat setiap ukuran sebagai bahan

untuk melakukan analisis statistika.

Tabel 4.4 Hasil percobaan dan pengukuran pada masukan 30 mm

Percoban ke.

Ukuran kertas (mm)

Nilai Simpangan | Xn - 𝑋 � |

Simpangan kuadrat

Keberhasilan Jalannya Kertas

1 32 0,68 0,4624 Berhasil 2 32 0,68 0,4624 Berhasil 3 31 0,32 0,1024 Berhasil 4 30 1,32 1,7424 Berhasil 5 30 1,32 1,7424 Berhasil 6 31 0,32 0,1024 Berhasil 7 30 1,32 1,7424 Berhasil 8 31 0,32 0,1024 Berhasil 9 32 0,68 0,4624 Berhasil 10 31 0,32 0,1024 Berhasil 11 31 0,32 0,1024 Terjadi Gangguan 12 30 1,32 1,7424 Berhasil


90

Lanjutan tabel 4.4

13 31 0,32 0,1024 Berhasil 14 31 0,32 0,1024 Berhasil 15 32 0,68 0,4624 Berhasil 16 31 0,32 0,1024 Berhasil 17 32 0,68 0,4624 Terjadi Gangguan 18 32 0,68 0,4624 Berhasil 19 30 1,32 1,7424 Berhasil 20 32 0,68 0,4624 Berhasil 21 32 0,68 0,4624 Berhasil 22 31 0,32 0,1024 Berhasil 23 32 0,68 0,4624 Berhasil 24 32 0,68 0,4624 Berhasil 25 32 0,68 0,4624 Berhasil 26 32 0,68 0,4624 Terjadi Gangguan 27 32 0,68 0,4624 Berhasil 28 32 0,68 0,4624 Berhasil 29 31 0,32 0,1024 Berhasil 30 32 0,68 0,4624 Berhasil 31 29 2,32 5,3824 Berhasil 32 29 2,32 5,3824 Berhasil 33 33 1,68 2,8224 Berhasil 34 33 1,68 2,8224 Berhasil 35 31 0,32 0,1024 Berhasil 36 29 2,32 5,3824 Berhasil 37 33 1,68 2,8224 Berhasil 38 31 0,32 0,1024 Berhasil 39 33 1,68 2,8224 Terjadi Gangguan 40 32 0,68 0,4624 Berhasil 41 32 0,68 0,4624 Berhasil 42 32 0,68 0,4624 Berhasil 43 32 0,68 0,4624 Berhasil 44 32 0,68 0,4624 Berhasil 45 29 2,32 5,3824 Berhasil 46 31 0,32 0,1024 Terjadi Gangguan 47 31,5 0,18 0,0324 Berhasil 48 32 0,68 0,4624 Berhasil 49 32,75 1,43 2,0449 Berhasil 50 29 2,32 5,3824 Berhasil

Jumlah 1566,25 44,97 60,0325


91

Dari data pada tabel di atas dapat dicari nilai rata-rata dan nilai standar deviasinya.

Nilai Rata-rata ukuran :

�̅� =∑ 𝑋𝑖𝑛𝑖=1

𝑛

= 1566,2550

= 31,32 mm

Nilai rata-rata penyimpangan :

�̅� =∑ 𝑋𝑖𝑛𝑖=1

𝑛

= 44,9750

= 0,89 mm

Nilai standar deviasi :

σ = �∑(𝑋𝑖−𝑋�)2

𝑛

= �60,0350

= 1,096 mm

Kesalahan yang mungkin : 3σ = 3 × 1,096 = 3,288 mm ≈ 3,3 mm

Dari perhitungan kesalahan yang mungkin di atas, menunjukkan 99,7%

pengukuran berada pada daerah antara 28,02 mm sampai dengan 34,62 mm. Dengan

demikian dapat dijelaskan bahwa kemungkinan kesalahan yang terjadi pada hasil

pengukuran pada 50 potongan kertas untuk ukuran 30 mm adalah sebesar 31,32 ± 3,3 mm.

Untuk tingkat keberhasilan sistem sesuai dengan data pada tabel 4.4, dapat

dijelaskan sesuai dengan persamaan di bawah ini :

Tingkat Keberhasilan Jalannya Kertas (%) =4550

X 100%

= 90 %

Pada persamaan di atas, dapat di jelaskan bahwa terdapat 45 percobaan yang

berjalan dengan lancar tanpa adanya gangguan. Sedangkan terdapat 5 percobaan yang

mengalami gangguan yang berupa tersangkutnya kertas pada bagian 1 (percobaan ke-11,


92

26, dan 39) dan bagian 2 (percobaan ke-17 dan 46). Selain data mengenai ukuran kertas

dan penyimpangannya, data mengenai jumlah potongan kertas pada tabel 4.4 sudah sesuai

dengan nilai yang dimasukkan user pada GUI yaitu sebanyak 50 lembar.


Untuk data hasil pengukuran 50 populasi tersebut dapat dilihat pada lampiran 1.

Penggunaan rumus yang sama dengan ukuran 30 mm sebelumnya untuk perhitungan

stastistik untuk rata-rata ukuran, rata-rata penyimpangan, standar deviasi, dan besarnya

kesalahan yang mungkin dapat dilihat pada tabel 4.5.

Tabel 4.5 Hasil perhitungan statistik ukuran 40 mm

Perhitungan Hasil

Rata-rata ukuran 41,51 mm

Rata-rata penyimpangan 0,97 mm

Standar deviasi 1,19 mm

Kesalahan yang mungkin 3,57 mm




pengukuran pada 50 potongan kertas untuk ukuran 40 mm adalah sebesar 41,51 ± 3,57

mm. Hal ini dapat ditunjukkan pada grafik gambar 4.63.


93

Gambar 4. 63 Grafik nilai hasil pengukuran pada ukuran 40 mm

Untuk tingkat keberhasilan sistem sesuai dengan data pada lampiran 2, dapat



X 100%

= 84 %



mengalami gangguan yang berupa tersangkutnya kertas pada bagian 1 (percobaan ke-4, 20,

26, 43) dan bagian 2 (percobaan ke-8, 15, 32, 37).







Perhitungan Hasil


Rata-rata penyimpangan 1 mm



0

5

10

15

38,5 39 40 40,5 41 41,5 41,75 42 42,5 43

Jum

lah

Poto

ngan

Ukuran (mm)

Histogram Hasil Pengukuran 40 mm


94




pengukuran untuk 50 potongan kertas untuk ukuran 50 mm adalah sebesar 51,72 ± 3,75


Gambar 4.64 Grafik nilai hasil pengukuran pada ukuran 50 mm




X 100%

= 76 %



mengalami gangguan berupa tersangkutnya kertas pada bagian 1 (percobaan ke-5, 25, 36,

49) dan bagian 2 (percobaan ke-10, 14, 17, 29, 31, 38, 42, 49).






0

5

10

15

Jum

lah

Poto

ngan

Ukuran (mm)



95


Perhitungan Hasil








pengukuran pada 50 potongan kertas untuk ukuran 50 mm adalah sebesar 60,85 ± 4,59






X 100%

= 66 %



02468

101214

58 58,5 59 59,5 60 60,5 61 61,5 62 62,5 63 63,5

Jum

lah

Poto

ngan

Ukuran (mm)



96


32, 34, 44, 46, 49) dan bagian 2 (percobaan ke-7, 9, 11, 13, 23, 26, 30, 37, 40).







Perhitungan Hasil






pengukuran berada pada daerah antara 66 mm sampai dengan 76,23 mm. Dengan demikian

dapat dijelaskan bahwa kemungkinan kesalahan yang terjadi pada hasil pengukuran untuk

50 potongan kertas untuk ukuran 50 mm adalah sebesar 71,13 ± 5,1 mm. Hal ini dapat

ditunjukkan pada grafik gambar 4.66.


0

2

4

6

8

10

12

68 68,25 68,5 69 69,5 70 71 71,5 71,75 72 72,5 73 73,5

Jum

lah

Poto

ngan

Ukuran (mm)



97

Untuk tingkat keberhasilan sistem sesuai dengan data pada lampiran 4 , dapat



X 100%

= 62 %




19, 28. 35. 38, 48) dan bagian 2 (percobaan ke-8, 11, 13, 15, 21, 23, 25, 30, 33, 39, 42, 46).

4.3.6. Analisa Hasil Banyak penyimpangan dari nilai - nilai yang terukur dengan nilai sebenarnya dari

masing-masing ukuran yang diambil sampelnya. Penyimpangan ukuran yang terjadi

tersebut kemudian diambil nilai rata-ratanya untuk mengetahui besarnya penyimpangan

yang terjadi dari masing-masing hasil pengukuran. Besarnya nilai penyimpangan yang

terjadi menjadi acuan untuk menentukan besarnya nilai dari standar deviasi. Grafik nilai

rata-rata pengukuran dari setiap ukuran dan nilai rata-rata penyimpangan dari setiap ukuran

yang dilakukan pengujian dapat dilihat pada gambar 4.67 dan gambar 4.68.

Gambar 4.67 Grafik nilai rata-rata pengukuran

31,325 41,515

51,725 60,85

71,135

0

20

40

60

80

30 mm 40 mm 50 mm 60 mm 70 mm

Rata

-rat

a pe

nguk

uran

Ukuran

Rata-Rata Pengukuran


98

Gambar 4.68 Grafik nilai rata-rata penyimpangan

Dari grafik nilai rata-rata penyimpangan pada gambar 4.67 yang terjadi pada setiap

ukuran memiliki nilai rata-rata penyimpangan keseluruhan adalah sebesar 1,142 mm.

Besarnya presentase nilai rata-rata penyimpangan dari hasil pengukuran dengan ukuran

yang diinginkan dapat dilihat pada gambar 4.69.

Gambar 4.69 Presentase nilai rata-rata penyimpangan dari hasil pengukuran

Nilai presentase penyimpangan rata-rata dari semua pengukuran adalah sebesar

2,36%.

Nilai standar deviasi merupakan nilai yang menunjukkan ukuran penyimpangan

dari nilai rata-rata sampel data yang diambil. Semakin banyak percobaan yang dilakukan,

maka semakin cermat pula nilai standar deviasinya. Dari nilai standar deviasi itulah yang

0,89 0,97 1

1,37 1,48

0

0,5

1

1,5

2

30 mm 40 mm 50 mm 60 mm 70 mmRata

-rat

a pe

nyim

pang

an

Ukuran

Rata-Rata Penyimpangan

2,966666667

2,425 2

2,283333333

2,114285714

00,5

11,5

22,5

33,5

30 mm 40 mm 50 mm 60 mm 70 mm

Pres

enta

se (%

)

Ukuran

Presentase Nilai Rata-Rata Penyimpangan pada Setiap Ukuran


99

dapat digunakan untuk mencari kasalahan yang mungkin terjadi dari setiap percobaan yang

dilakukan. Besarnya nilai kesalahan yang mungkin merupakan range penyimpangan

ukuran yang mungkin terjadi. Nilai dari standar deviasi masing-masing pengukuran dapat

dilihat pada gambar 4.69.

Gambar 4.70 Grafik nilai standar deviasi pada tiap ukuran

Pada gambar grafik nilai standar deviasi di atas, dapat dijelaskan bahwa nilai

pengukuran yang meningkat maka nilai standar deviasi juga meningkat yang menunjukkan

penyimpangan nilai pada hasil pengukuran juga semakin besar. Nilai rata-rata standar

deviasi dari semua pengukuran adalah sebesar 1,357. Semakin meningkatnya standar

deviasi, maka besarnya kesalahan yang mungkin terjadi pada tiap ukuran juga semakin

besar, seperti yang ditunjukkan grafik pada gambar 4.70.

Gambar 4.71 Grafik nilai kesalahan yang mungkin

1,096 1,198 1,25 1,543 1,698

00,5

11,5

2

30 mm 40 mm 50 mm 60 mm 70 mm

Stan

dar D

evia

si

Ukuran

Standar deviasi

3,3 3,57 3,75 4,59

5,1

0123456

30 mm 40 mm 50 mm 60 mm 70 mm

Nila

i Kes

alah

an y

ang

mun

gkin

(m

m)

Ukuran

Nilai Kesalahan Yang Mungkin


100

Rata-rata nilai kesalahan yang mungkin dari semua pengukuran berdasarkan

grafik gambar 4.70 adalah sebesar 4,062 mm.

Salah satu faktor yang menyebabkan peningkatan nilai penyimpangan pada setiap

ukuran yang semakin besar ini adalah faktor penyusunan perangkat keras yang kurang

tepat dan kurang presisi. Faktor lain yang mempengaruhi adalah komponen incremental

rotary encoder yang kurang tepat dalam pembuatan piringannya serta penempatan sensor

optointerrupter yang kurang baik. Perbedaan ukuran pada bagian transparan dan tidak

transparan pada piringan incremental rotary encoder yang menyebabkan ukuran yang

terukur berbeda dengan ukuran yang menjadi masukan pada sistem. Perbedaan ukuran

pada bagian piringan ini akan mempengaruhi pada pergerakan kertas per milimeternya.

Perbedaan ukuran pada bagian piringan ini akan menyebabkan penambahan ukuran pada

pergerakan kertas permilimeternya.

Selain itu, penempatan sensor optointerrupter yang kurang baik juga

menyebabkan pembacaan pulsa yang menjadi dasar dalam pengukuran menjadi kurang

tepat. Sensor yang terpasang tidak secara kuat terpasang, ketika terkena piringan

incremental rotary encoder yang berputar, maka sensor tersebut mengalami kemiringan.

Miringnya komponen sensor ini juga menyebabkan pembacaan bagian transparan dan tidak

transparan menjadi kurang tepat karena posisi sensor dan piringan incremental rotary

encoder tidak lurus sejajar.

Pengumpulan sampel juga dilakukan untuk mengetahui bagaimana perbandingan

antara pulsa masukan dari komponen incremental rotary encoder dengan realisasi ukuran

pada kertas. Pulsa masukan ini merupakan hasil pembacaan pulsa berdasarkan nilai

masukan dari user yang kemudian diolah oleh plc. Pengumpulan sampel dilakukan

sebanyak 5 kali untuk masing-masing ukuran. Hasil pengumpulan sampel tersebut dapat

dilihat pada tabel 4.9.

Tabel 4.9 Perbandingan sampel hasil pengukuran dengan pulsa masukan

Hasil Pengukuran Pulsa Yang Terbaca

32 mm 35

31 mm 33

33 mm 35

33 mm 34


101

Lanjutan tabel 4.9

32 mm 34

42 mm 45

42 mm 44

43 mm 45

41 mm 43

42 mm 44

52 mm 55

52 mm 54

52 mm 54

52 mm 53

51 mm 53

61 mm 64

61 mm 64

63 mm 65

62 mm 64

61 mm 64

72 mm 74

72 mm 75

73 mm 75

71 mm 73

72 mm 73

Data dalam tabel 4.9 menunjukkan bahwa besarnya pulsa masukan mengalami

peningkatan sesuai dengan besarnya hasil pengukuran. Hasil pengukuran dengan pulsa

masukan yang terbaca memiliki perbedaan. Hasil antara pulsa masukan dengan nilai

masukan dari user juga terdapat perbedaan. Perbedaan tersebut terdapat selisih antara pulsa

masukan dengan hasil pengukuran. Selisih yang terjadi sebesar 1 – 3 mm. Perbandingan

antara pulsa masukan dengan nilai masukan dari user juga terdapat selisih. Selisih yang


102

terjadi sebesar 3 - 5 mm. Selisih ini terjadi disebabkan oleh faktor mengenai pengereman

atau braking pada motor dc. Pengereman yang dimaksud adalah ketika motor dc tidak

mendapat suplai daya, motor dc akan berhenti seketika. Pada motor dc yang digunakan

pada sistem ini, saat motor dc tidak mendapat suplai daya motor dc tidak langsung berhenti

seketika tetapi ada pergerakan sesaat sebelum benar-benar berhenti. Hal ini menyebabkan

pulsa masukan dari piringan incremental rotary encoder melebihi nilai masukan dari user

karena pergerakan sesaat setelah pulsa sesuai nilai masukan tersebut memberi pulsa

masukan yang diolah oleh plc. Pergerakan sesaat ini juga menyebabkan kertas terjadi

pergerakan sesaat setelah pulsa masukan sesuai dengan nilai masukan dari user. Sehingga

hasil yang terukur dan pulsa masukan terdapat selisih dengan nilai masukan dari user.

Penjelasan mengenai selisih yang terjadi ini dapat dilihat pada gambar lampiran 5 secara

berurutan.

Dalam lampiran 5 tersebut menggunakan motor dc 2 yang sama spesifikasinya

dengan motor dc 1 untuk komponen incremental rotary encoder. Penggunaan motor dc 2

ini supaya terdapat indikator saat motor dc 2 tidak mendapat suplai daya yang akan

dibandingkan pergerakannya dengan saat motor dc 2 benar-benar berhenti. Indikator untuk

motor dc 2 saat tidak mendapat suplai daya adalah saat baut melewati sensor

optointerrupter 2 maka lampu indikatornya mati. Karena dalam program diagram ladde

yang dibuat saat sensor tersebut aktif maka motor dc off. Saat itulah motor dc 2 tidak

dialiri tegangan. Lalu pada gambar-gambar berikutnya terlihat beberapa pergerakan

sebelum motor benar-benar berhenti. Penjelasannya adalah dengan menunjukkan besarnya

sudut sisi luar baut saat melewati sensor dan lampu indikatornya mati dengan sisi luar baut

saat motor benar-benar berhenti. Besarnya sudut tersebut dibandingkan dengan besarnya

sudut pada satu bagian transparan dan satu bagian tidak transparan pada piringan

incremental rotary encoder yang menggambarkan satu pulsa masukan. Pada gambar

lampiran 5 terlihat bahwa besarnya sudut saat baut tepat melewati sensor dengan saat baut

benar-benar berhenti adalah sebesat 7,2o. Lalu untuk besarnya sudut antara satu bagian

tidak transparan dan satu bagian transparan yaitu sebesar 3,6o. Dari kedua perbandingan

sudut tersebut dapat diketahui bahwa saat motor dc tidak mendapat suplai daya dengan saat

motor dc benar-benar berhenti terdapat tambahan pembacaan pulsa masukan sebanyak 1 -

2 pulsa, maka penyimpangan yang terjadi antara 1 – 2 mm. Pada lampiran 6, dapat dilihat

bahwa grafik perputaran motor dc juga dapat digunakan untuk menunjukkan pergerakan

sesaat dari motor dc setelah motor dc tidak mendapat suplai daya.


103

Selain data mengenai nilai yang terukur beserta besarnya penyimpangan yang

terjadi. Terdapat data lain mengenai tingkat kelancaran laju kertas. Tingkat keberhasilan

laju kertas ini ditunjukkan dalam bentuk presentase pada tiap masing-masing nilai hasil

pengukuran. Presentase tingkat keberhasilan sistem dapat dilihat pada gambar 4.72.

Gambar 4.72 Grafik tingkat keberhasilan sistem pada masing-masing pengukuran

Dari hasil grafik di atas dapat dijelaskan bahwa presentase rata-rata tingkat

keberhasilan jalanya kertas adalah sebesar 75,6 %. Grafik jalannya keberhasilan jalannya

kertas tersebut menunjukkan penurunan presentase keberhasilan setiap peningkatan ukuran

yang diukur. Ukuran 30 mm memiliki presentase keberhasilan sistem paling tinggi.

Sedangkan pada pengukuran 70 mm memiliki presentase keberhasilan paling rendah.

Penurunan presentase keberhasilan sistem ini disebabkan salah satu faktor penyusunan

perangkat keras yang tidak disusun secara tepat dan presisi. Faktor inilah yang

menyebabkan sistem tidak berjalan dengan lancar dan sering terjadi gangguan. Gangguan

yang terjadi adalah ketika kertas tersangkut pada jalur kertas. Kurangnya ketepatan dan

kepresisian dalam penyusunan perangkat keras inilah yang menyebabkan kertas sering

tersangkut.

Penurunan presentase keberhasilan sistem ini juga dipengaruhi oleh perputaran

roller yang menggerakkan kertas. Saat roller berputar untuk menggerakkan kertas sesuai

ukuran yang diinginkan, ada pergeseran pada roller tersebut. Semakin banyak perputaran

roller pada sekali pecobaan pengukuran pada masing-masing ukuran, maka semakin besar

90 84

76 66 62

0102030405060708090

100

30 mm 40 mm 50 mm 60 mm 70 mm

Pres

enta

se (%

)

Ukuran

Tingkat Keberhasilan Jalannya Kertas


104

pula kemungkinan pergeseran roller yang terjadi. Pergeseran inilah yang menyebabkan

lembaran kertas juga ikut bergeser. Semakin besar pergeseran kertas, maka akan

menyebabkan ujung kertas yang akan dipotong mengalami ketidaksejajaran.

Ketidaksejajaran inilah yang menyebabkan ukuran antara kedua sisi kertas menjadi tidak

sama, seperti yang terlihat pada gambar 4.61.

Penyimpangan kertas dari jalurnya inilah yang menyebabkan hasil potongan

dengan pulsa yang dihasilkan oleh piringan incremental rotary encoder menjadi tidak

sama. Perbedaan ini disebabkan penyimpangan pada ukuran kertas yang terpotong. Jika

terjadi pergeseran pada kertas tersebut maka terjadi penyimpangan dari jalur kertas yang

telah tersusun. Pergeseran kertas inilah yang menyebabkan kertas bisa tersangkut pada

kedua sisi jalur kertas seperti yang telah dijelaskan pada gambar bagian 1 pada tabel 4.3

dikarenakan karakteristik kertas yang tipis dan mudah untuk masuk pada sela-sela tepi

jalur yang menyebabkan kertas tersangkut

Pada tabel 4.4 dapat dilihat bahwa pada ukuran 30 mm kemungkinan kertas

tersangkut sedikit karena perputaran roller pada sekali percobaan juga sedikit, maka

kemungkinan pergeseran pada roller juga kecil. Jeda antara saat pertama kali kertas

tersangkut dengan saat kertas tersangkut berikutnya memiliki jeda yang jauh yang

membuat presentase keberhasilan sistem semakin besar. Sedangkan pada ukuran 70 mm

kemungkinan kertas tersangkut lebih banyak karena perputaran roller pada sekali

percobaan juga banyak, maka kemungkinan pergeseran pada roller juga besar. Jeda antara

saat pertama kali kertas tersangkut dengan saat kertas tersangkut berikutnya memiliki jeda

yang dekat yang membuat presentase keberhasilan sistem juga kecil. Pergeseran pada

roller yang menyebabkan pergeseran pada kertas ini tidak bisa diprediksi karena roller bisa

kapan saja bergeser. Sedangkan kertas yang sering tersangkut akan menyebabkan tekstur

kertas semakin lusuh yang menyebabkan kertas mudah tersangkut.

4.4. Penjelasan Fungsi High-Speed Counter Fungsi high-speed counter merupakan fungsi khusus yang digunakan untuk

melakukan program counter dalam waktu yang cepat terutama dalam penggunaan

komponen incremental rotary encoder. Nilai pulsa masukan dari sensor pada komponen

incremental rotary encoder dianggap sebagai present value (PV). Nilai PV ini dapat dibaca

dengan menggunakan instruksi PRV(62). Dalam serangkaian fungsi high-speed counter ini

juga terdapat fungsi interupsi. Fungsi interupsi ini aktif setelah nilai PV pada instruksi


105

PRV(62) terpenuhi. Nilai PV dari hasil pembacaan pulsa masukan dapat dilihat dalam

alamat SR 248. Supaya nilai PV terpenuhi terdapat 2 metode kontrol, yaitu target value

comparison interrupts dan range comparison interrupts. Untuk menentukan pemakaian

salah satu metode yang digunakan menggunakan instruksi CTBL(63). Setelah nilai PV

terpenuhi, maka fungsi interupsi akan dijalankan. Untuk menjalankan fungsi intrupsi ini

menggunakan instruksi SBN(92) dan RET(93).

Unsur penting lain yang diperhatikan adalah port input PLC yang digunakan oleh

komponen incremental rotary encoder untuk menjalankan fungsi high-speed counter. Port

input PLC yang digunakan untuk keluaran dari sensor pada komponen incremental rotary

encoder adalah IR0000, IR0001, dan IR0002. Penggunaan port input PLC ini disesuaikan

dengan mode input dari fungsi high-speed counter. Karena mode yang digunakan dalam

sistem pada skripsi ini adalah mode Incremental maka port input PLC yang digunakan

hanyalah IR0000. Pemilihan mode incremental karena putaran komponen incremental

rotary encoder hanya berputar satu arah dan satu input dari keluaran sensornya. Tanpa

harus menulis alamat input IR0000 pada diagram ladder, nilai pulsa masukan dari

komponen incremental rotary encoder sudah bisa dibaca oleh instruksi PRV(62).

4.4.1. Pengaturan Awal Fungsi High-Speed Counter Sebelum menerapkan fungsi high-speed counter saat menyusun diagam ladder,

terdapat pengaturan khusus yang digunakan. Langkah-langkah untuk pengaturan

penggunaan fungsi high-speed counter adalah sebagai berikut :

1. Sebelum mulai menyusun diagram ladder, pilih menu “Settings” pada toolbar

“Toggle Project Workspace” seperti yang terlihat pada gambar 4.73.

Gambar 4.73 Toolbar Toggle Project Workspace


106

2. Tampilan pada menu “Settings” akan terbuka. Lalu pilih menu “High-Speed

Counter”. Terdapat 3 menu yang memiliki pilihannya masing-masing, seperti

yang terlihat pada gambar 4.74.

Gambar 4.74 Tampilan pada menu “Settings”

Untuk pemrograman sistem ini, pada menu “High-Speed

Counter/Synchronized Pulse Control” pilih “Use as High-Speed Counter”

karena menggunakan fungsi high-speed counter. Lalu untuk menu “Counter

Mode” pilih “Incremental mode (20kHz)” karena setiap masukan satu pulsa

dari komponen incremental rotary encoder, nilai yang ditunjukkan pada PLC

akan terus bertambah dengan tidak memperhatikan arah putaran komponen

incremental rotary encoder. Kemudian pada menu “Counter Reset” pilih

“Software Reset” karena untuk mereset nilai masukan pulsa dari komponen

incremental rotary encoder menjadi 0 berasal dari program diagram ladder

dengan mengaktifkan alamat SR 252.00. Setelah semua pilihan sesuai gambar

4.74, maka pilih tanda “X” untuk keluar dari menu “Settings” lalu segera

menyusun diagram laddernya.

4.4.2. Instruksi-Instruksi Pada Fungsi High-Speed Counter Dalam pemrograman diagram ladder ini, terdapat beberapa instruksi khusus yang

digunakan, seperti PRV(62), CTBL(63), SBN(92), dan RET(93). Penjelasan mengenai

beberapa instruksi khusus seperti yang disebutkan di atas adalah sebagai berikut :

1. PRV(62) – High-Speed Counter PV Read

Instruksi ini digunakan untuk membaca pulsa masukan / PV (Present Value) dari

komponen incremental rotary encoder. Penggunaan instruksi ini juga memiliki


107

ketentuan yang harus disesuaikan dengan kebutuhan. Seperti yang terlihat dalam

gambar 4.75 pada pemrograman diagram ladder sistem ini. Terdapat ketentuan

penulisan pada port specifier dan control data instruksi PRV(62). Sesuai dengan

datasheet yang digunakan[19], pada port specifier ditulis dengan 0 karena

digunakan untuk fungsi high-speed counter pada port input IR0000, IR0001, dan

IR0002. Lalu pada control data, ditulis dengan 0 karena digunakan untuk membaca

nilai PV dari pulsa masukan high-speed counter. Nilai pulsa masukan dari

incremental rotary encoder ini dapat dilihat pada alamat SR 248 seperti yang

terlihat pada gambar 4.76.

Gambar 4.75 Instruksi PRV(62)

Gambar 4.76 Alamat SR 248 untuk menampilkan nilai masukan pulsa


108

Untuk menampilkan alamat SR 248 dan melihat nilai masukan pulsa dari

incremental rotary encoder, terdapat langkah-langkah sebagai berikut :

1. Pilih “Toggle Watch Window” seperti pada gambar 4.77, maka akan muncul

tampilan seperti pada gambar 4.78.

Gambar 4.77 Toolbar untuk Toggle Watch Window

Gambar 4.78 Tampilan Toggle Watch Window

2. Klik pada baris dibawah kolom “Address”, lalu isi tampilan “Edit dialog”

sesuai dengan gambar 4.79. Lalu klik OK.


109

Gambar 4.79 Tampilan pada “Edit dialog”

3. Setelah klik OK, maka tampilannya akan berubah seperti pada gambar 4.80.

Nilai masukan pulsa akan tertampil pada kolom “Value” dan “Value(Binary)”.

Gambar 4.80 Tampilan “Toggle Watch Window”

2. CTBL(93) - Register Comparison Table

Instruksi ini digunakan untuk membandingkan nilai-nilai seperti jumlah

perbandingan nilai, target nilai, dan nomor subrutin pada fungsi high-speed


110

counter. Nilai-nilai ini kemudian disimpan dalam memory DM pada PLC. Seperti

pada instruksi PRV(62), instruksi ini juga memiliki ketentuan yang harus dipenuhi

supaya program dapat berjalan dengan baik. Seperti yang ditunjukkan gambar 4.81.

pada pemrograman diagram ladder sistem ini, terdapat ketentuan pada penulian

port specifier, contol data, dan first comparison table word sesuai dengan datasheet

[19]. Pada port specifier selalu ditulis dengan 0 untuk penggunaan fungsi high-

speed counter. Pada control data, terdapat berbagai pilihan antara 000,001,002, dan

003 tergantung pemilihan metode penentuan nilai PV yang digunakan. Metode

penentuan nilai PV terdapat 2 cara, yaitu target value comparison dan range value

comparison. Sistem pada skripsi ini menggunakan metode target value

comparison. Karena pada masukan ukuran kertas GUI Visual Basic 6.0, user

memasukkan nilai tertentu. Nilai itulah sebagai target yang harus dicapai oleh pulsa

masukan dari komponen incremental rotary encoder. Dengan menggunakan metode

target value comparison, maka pada bagian control data ditulis dengan angka 0.

Pada first comparison table word berfungsi untuk menyimpan banyaknya nilai

yang dibandingkan untuk metode target value comparison. Pada instruksi ini

menggunakan struktur memory DM untuk menyimpan nilai-nilai yang dibutuhkan.

Gambar 4.81 Instruksi CTBL(63)

Terdapat format tertentu dalam menyimpan nilai-nilai tersebut pada memory DM

seperti yang terlihat pada gambar 4.82.


111

Gambar 4. 82 Contoh format penyimpanan DM pada instruksi CTBL(63)

Pada gambar 4.82 dapat dijelaskan bahwa terdapat 1 nilai yang dibandingkan pada

DM0100. Target nilai pulsa yang harus diraih adalah 30 yang tersimpan pada

DM0101. Setelah nilai pulsa 30 terpenuhi maka akan mengaktifkan subrutin

program nomor 1 pada DM0103.

3. SBN(92) dan RET(93)

Pasangan instruksi ini digunakan untuk program yang mengandung subrutin di

dalamnya. Pada fungsi high-speed counter, menggunakan instruksi ini dikarenakan

saat nilai yang diinginkan telah sesuai dengan pulsa masukan maka program dalam

subrutin ini akan langsung dijalankan. Seperti yang terlihat pada gambar 4.83,

program yang ada diantara SBN(92) dan RET(93) akan langsung dijalankan saat

nilai pulsa masukan telah sesuai dengan nilai yang ditentukan pada CTBL (63).

Nomor yang terdapat pada instruksi SBN(92) adalah nomor subrutin tersebut.


112

Gambar 4.83 Instruksi SBN(92) dan RET(93)


113

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

1.1. Kesimpulan

Selama melakukan proses perancangan, penyusunan, dan pengujian sistem

pengukuran dan pemotongan kertas otomatis menggunakan incremental rotary encoder

berbasis PLC ini dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Sistem pengukuran dan pemotong kertas otomatis dengan incremental rotary

encoder berbasis PLC Omron CPM2A dapat berjalan dengan baik yaitu pada

komponen incremental rotary encoder dapat memberikan masukan pulsa pada

untuk diolah oleh PLC, kertas dapat digerakkan oleh roller, gunting dapat

memotong kertas dengan mekanisme yang telah dirancang.

2. GUI pada Microsoft Visual Basic 6.0 yang dibuat untuk sistem pengukuran

dan pemotongan kertas otomatis dapat melakukan komunikasi dengan PLC

Omron CPM2A untuk mengendalikan dan memonitoring sistem.

3. Jumlah potongan kertas yang dihasilkan sudah sesuai dengan nilai yang

dimasukkan user pada GUI.

4. Tingkat keberhasilan jalannya kertas sebesar 75,6 %.

5. Pada hasil potongan kertas terdapat penyimpangan pada setiap hasil

pengukuran. Nilai rata-rata penyimpangan dari semua pengukuran adalah

sebesar 1,142 mm. Memiliki presentase nilai rata-rata penyimpangan dari

semua pengukuran sebesar 2,36%.

6. Masih terdapat kekurangan pada perangkat keras sistem yaitu pada jalur untuk

jalannya kertas yang sering membuat kertas tersangkut karena penyusunannya

yang kurang tepat.

1.2. Saran Setelah melakukan percobaan dan pengujian, maka diperoleh beberapa hal agar

sistem dapat berjalan dengan baik :

1. Penyusunan perangkat keras yang lebih tepat dan presisi agar kertas dapat

berjalan dengan baik dan lancar tanpa adanya gangguan.


114

2. Penggunaan komponen incremental rotary encoder yang lebih baik supaya

menghasilkan ukuran pada kertas yang lebih teliti dan akurat.

3. Pengembangan sistem untuk memotong material yang lain seperti kayu atau

plastik.


115

DAFTAR PUSTAKA

[1] Bolton, William. 2004. Programmable Logic Controller (PLC) : Sebuah

Pengantar. Diterjemahkan oleh : Irzam Harmein, S.T. Jakarta : Erlangga.

[2] Cooper, William David. 1991. Electronic Instrumentation and Measurement

Techniques, 2nd Ed. Diterjemahkan oleh : Ir. Sahat Pakpahan. Jakarta :

Erlangga

[3] D. Petruzella, Frank. 2001. Elektronik Industri. Diterjemahkan oleh : Drs.

Sumanto, M.A. Yogyakarta : Penerbit ANDI.

[4] Groover, Mikel P. 1996. Fundamentals of Modern Manufacturing : Materials,

Processes, and Systems. New Jersey : Prentice-Hall, Inc.

[5] Hernowo, Yusup. 2002. The Linear Measure Meter With Rotary Encoder (Alat

Ukur Jarak Dengan Rotary Encoder). Teknik Elektro. Fakultas Sains dan

Teknologi. Univeersitas Sanata Dharma Yogyakarta.

[6] http://elektronika-dasar.web.id/sensor-photo-transistor/ , diakses tanggal 21

November 2017

[7] http://teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi-relay/ , diakses tanggal 30

November 2017

[8] http://svseeker.com/images/rov/motor_dc.JPG , diakses tanggal 10 Desember 2017

[9] Ibrahim, KF. 1991. Teknik Digital. Diterjemahkan oleh : Ir. P. Insap Santosa,

M. Sc. Yogyakarta : Penerbit ANDI.

[10] Morris, S. Brian. 1995. Automated Manufacturing System : Actuators, Controls,

Sensors, and Robotics. Ontario.

[11] Morris, Alan S. 2001. Measurement and Instrumentation Principles, Third

Edition.Oxford : Reed Educational and Professional Publishing Ltd.

[12] Murti, Stefanus Raka Prabasworo Wisnu. 2016. Sistem Penyimpanan Barang

Otomatis Ke Dakam Rak Menggunakan PLC OMRON CPM2A. Teknik

Elektro. Fakultas Sains dan Teknologi. Universitas SanataDharma

Yogyakarta.

[13] O., Kasap S. 2000. Optoelectronic Devices and Photonics : Principles and

Practices. 2000. New Jersey : Prentice-Hall, Inc.

[14] Pallas-Areny, Ramon dan John G. Webster. 2000. Sensors And Signal


http://elektronika-dasar.web.id/sensor-photo-transistor/

http://teknikelektronika.com/pengertian-relay-fungsi-relay/

http://svseeker.com/images/rov/motor_dc.JPG

116

Conditioning. New York : Acid-Free Paper.

[15] Prasetia, Retna dan Catur Edi Widodo. 2004. Teori dan Praktek Interfacing Port

Paralel dan Port Serial Komputer dengan Visual Basic 6.0. Yogyakarta :

Penerbit ANDI.

[16] Siregar, Syofian. 2015. Statistika Terapan Untuk Perguruan Tinggi. Jakarta :

Prenadamedia Group.

[17] Uiga, Endel. 1995. Optoelectronics. New Jersey : Prentice – Hall, Inc.

[18] Wicaksono, Handy. 2009. Programmable Logic Controller : Teori dan Aplikasinya

dalam Otomasi Sistem. Yogyakarta : Graha Ilmu.

[19] ---. 1999. Data Sheet SYSMAC CPM1/CPM1A/CPM2A/CPM2C/SRM1(-V2)

Programmable Controllers Programming Manuals. OMRON.


117

LAMPIRAN Lampiran 1.

Data hasil pengukuran 40 mm

Percobaan ke-

Ukuran kertas (mm)


Simpangan kuadrat


1 43 1,49 2,2201 Berhasil 2 43 1,49 2,2201 Berhasil 3 40 1,51 2,2801 Berhasil 4 40 1,51 2,2801 Terjadi Gangguan 5 42,5 0,99 0,9801 Berhasil 6 43 1,49 2,2201 Berhasil 7 41 0,51 0,2601 Berhasil 8 42,5 0,99 0,9801 Terjadi Gangguan 9 39 2,51 6,3001 Berhasil 10 43 1,49 2,2201 Berhasil 11 39 2,51 6,3001 Berhasil 12 40 1,51 2,2801 Berhasil 13 40 1,51 2,2801 Berhasil 14 42 0,49 0,2401 Berhasil 15 42,5 0,99 0,9801 Terjadi Gangguan 16 40,5 1,01 1,0201 Berhasil 17 40 1,51 2,2801 Berhasil 18 41 0,51 0,2601 Berhasil 19 43 1,49 2,2201 Berhasil 20 40 1,51 2,2801 Terjadi Gangguan 21 41,5 0,01 0,0001 Berhasil 22 41,75 0,24 0,0576 Berhasil 23 42,5 0,99 0,9801 Berhasil 24 41 0,51 0,2601 Berhasil 25 42,5 0,99 0,9801 Berhasil 26 41 0,51 0,2601 Terjadi Gangguan 27 43 1,49 2,2201 Berhasil 28 41,5 0,01 0,0001 Berhasil 29 42,5 0,99 0,9801 Berhasil 30 40 1,51 2,2801 Berhasil 31 43 1,49 2,2201 Berhasil 32 38,5 3,01 9,0601 Terjadi Gangguan 33 42 0,49 0,2401 Berhasil 34 39 2,51 6,3001 Berhasil 35 41,5 0,01 0,0001 Berhasil


Percobaan ke-

Ukuran kertas (mm)


Simpangan kuadrat

Penyebab Gangguan

36 42 0,49 0,2401 Berhasil 37 41,5 0,01 0,0001 Terjadi Gangguan 38 42 0,49 0,2401 Berhasil 39 42 0,49 0,2401 Berhasil 40 42 0,49 0,2401 Berhasil 41 42 0,49 0,2401 Berhasil 42 42 0,49 0,2401 Berhasil 43 41,5 0,01 0,0001 Terjadi Gangguan 44 42 0,49 0,2401 Berhasil 45 42,5 0,99 0,9801 Berhasil 46 42 0,49 0,2401 Berhasil 47 42 0,49 0,2401 Berhasil 48 42 0,49 0,2401 Berhasil 49 42 0,49 0,2401 Berhasil 50 42 0,49 0,2401 Berhasil

Jumlah 2075,75 48,67 71,8

Lampiran 2.


Percobaan ke -

Ukuran Kertas (mm)


Simpangan kuadrat


1 51,5 0,22 0,0484 Berhasil 2 49,5 2,22 4,9284 Berhasil 3 53,5 1,78 3,1684 Berhasil 4 51,5 0,22 0,0484 Berhasil 5 50,75 0,97 0,9409 Terjadi Gangguan 6 53 1,28 1,6384 Berhasil 7 52 0,28 0,0784 Berhasil 8 53 1,28 1,6384 Berhasil 9 52 0,28 0,0784 Berhasil 10 48 3,72 13,8384 Terjadi Gangguan 11 52 0,28 0,0784 Berhasil 12 50,5 1,22 1,4884 Berhasil 13 50,5 1,22 1,4884 Berhasil 14 51,5 0,22 0,0484 Terjadi Gangguan 15 52,5 0,78 0,6084 Berhasil 16 51,5 0,22 0,0484 Berhasil


Percobaan ke -

Ukuran Kertas (mm)


Simpangan kuadrat

Penyebab Gangguan

17 50,5 1,22 1,4884 Terjadi Gangguan 18 53 1,28 1,6384 Berhasil 19 49,5 2,22 4,9284 Berhasil 20 52,5 0,78 0,6084 Berhasil 21 51 0,72 0,5184 Berhasil 22 53 1,28 1,6384 Berhasil 23 53 1,28 1,6384 Berhasil 24 52,5 0,78 0,6084 Berhasil 25 51 0,72 0,5184 Terjadi Gangguan 26 52 0,28 0,0784 Berhasil 27 52 0,28 0,0784 Berhasil 28 52 0,28 0,0784 Berhasil 29 52,5 0,78 0,6084 Terjadi Gangguan 30 52,5 0,78 0,6084 Berhasil 31 52 0,28 0,0784 Terjadi Gangguan 32 52,5 0,78 0,6084 Berhasil 33 53 1,28 1,6384 Berhasil 34 53 1,28 1,6384 Berhasil 35 52,5 0,78 0,6084 Berhasil 36 52 0,28 0,0784 Terjadi Gangguan 37 52 0,28 0,0784 Berhasil 38 53,5 1,78 3,1684 Terjadi Gangguan 39 52 0,28 0,0784 Berhasil 40 52,5 0,78 0,6084 Berhasil 41 49,5 2,22 4,9284 Berhasil 42 49 2,72 7,3984 Terjadi Gangguan 43 50,5 1,22 1,4884 Berhasil 44 52,5 0,78 0,6084 Berhasil 45 49,5 2,22 4,9284 Terjadi Gangguan 46 51,5 0,22 0,0484 Berhasil 47 50,5 1,22 1,4884 Berhasil 48 52 0,28 0,0784 Berhasil 49 53 1,28 1,6384 Terjadi Gangguan 50 53 1,28 1,6384 Berhasil

Jumlah 2586,25 50,11 78,0325


Lampiran 3.


Percobaan ke-

Ukuran kertas(mm)


Simpangan kuadrat


1 60 0,85 0,7225 Berhasil 2 61 0,15 0,0225 Berhasil 3 61,5 0,65 0,4225 Terjadi Gangguan 4 62 1,15 1,3225 Berhasil 5 62 1,15 1,3225 Berhasil 6 62,5 1,65 2,7225 Berhasil 7 58 2,85 8,1225 Terjadi Gangguan 8 62 1,15 1,3225 Berhasil 9 59 1,85 3,4225 Terjadi Gangguan 10 59,5 1,35 1,8225 Berhasil 11 59 1,85 3,4225 Terjadi Gangguan 12 63 2,15 4,6225 Berhasil 13 61,5 0,65 0,4225 Terjadi Gangguan 14 62 1,15 1,3225 Berhasil 15 58,5 2,35 5,5225 Berhasil 16 59 1,85 3,4225 Terjadi Gangguan 17 60 0,85 0,7225 Berhasil 18 62 1,15 1,3225 Berhasil 19 60,5 0,35 0,1225 Terjadi Gangguan 20 63 2,15 4,6225 Berhasil 21 61,5 0,65 0,4225 Berhasil 22 62 1,15 1,3225 Berhasil 23 58,5 2,35 5,5225 Berhasil 24 61 0,15 0,0225 Berhasil 25 62 1,15 1,3225 Berhasil 26 60,5 0,35 0,1225 Terjadi Gangguan 27 62 1,15 1,3225 Berhasil 28 62 1,15 1,3225 Berhasil 29 63 2,15 4,6225 Berhasil 30 58 2,85 8,1225 Terjadi Gangguan 31 62 1,15 1,3225 Berhasil 32 60 0,85 0,7225 Terjadi Gangguan 33 60 0,85 0,7225 Berhasil 34 59 1,85 3,4225 Terjadi Gangguan 35 62 1,15 1,3225 Berhasil 36 62 1,15 1,3225 Berhasil 37 59 1,85 3,4225 Terjadi Gangguan 38 62,5 1,65 2,7225 Berhasil


Percobaan ke-

Ukuran kertas(mm)


Simpangan kuadrat


39 61,5 0,65 0,4225 Berhasil 40 59 1,85 3,4225 Terjadi Gangguan 41 62,5 1,65 2,7225 Berhasil 42 63,5 2,65 7,0225 Berhasil 43 61 0,15 0,0225 Berhasil 44 58,5 2,35 5,5225 Terjadi Gangguan 45 62,5 1,65 2,7225 Berhasil 46 59,5 1,35 1,8225 Terjadi Gangguan 47 60 0,85 0,7225 Berhasil 48 62,5 1,65 2,7225 Berhasil 49 59 1,85 3,4225 Terjadi Gangguan 50 60 0,85 0,7225 Berhasil

Jumlah 3042,5 68,4 117,125

Lampiran 4.


Percobaan ke-

Ukuran Kertas (mm)


Simpangan kuadrat


1 68 3,13 9,7969 Berhasil 2 69 2,13 4,5369 Berhasil 3 71,5 0,37 0,1369 Terjadi Gangguan 4 73,5 2,37 5,6169 Berhasil 5 73 1,87 3,4969 Berhasil 6 72,5 1,37 1,8769 Terjadi Gangguan 7 73,5 2,37 5,6169 Berhasil 8 69 2,13 4,5369 Terjadi Gangguan 9 70 1,13 1,2769 Berhasil 10 71 0,13 0,0169 Berhasil 11 69 2,13 4,5369 Terjadi Gangguan 12 70 1,13 1,2769 Berhasil 13 71,5 0,37 0,1369 Terjadi Gangguan 14 71 0,13 0,0169 Berhasil 15 70 1,13 1,2769 Terjadi Gangguan 16 71 0,13 0,0169 Berhasil 17 71,75 0,62 0,3844 Terjadi Gangguan 18 73,5 2,37 5,6169 Berhasil 19 71,75 0,62 0,3844 Terjadi Gangguan 20 70 1,13 1,2769 Berhasil 21 70 1,13 1,2769 Terjadi Gangguan


Percobaan ke-

Ukuran Kertas (mm)


Simpangan kuadrat


22 70 1,13 1,2769 Berhasil 23 73 1,87 3,4969 Terjadi Gangguan 24 73 1,87 3,4969 Berhasil 25 73 1,87 3,4969 Terjadi Gangguan 26 73 1,87 3,4969 Berhasil 27 70 1,13 1,2769 Berhasil 28 68,5 2,63 6,9169 Terjadi Gangguan 29 69 2,13 4,5369 Berhasil 30 69,5 1,63 2,6569 Terjadi Gangguan 31 70 1,13 1,2769 Berhasil 32 72 0,87 0,7569 Berhasil 33 71,5 0,37 0,1369 Terjadi Gangguan 34 70 1,13 1,2769 Berhasil 35 69 2,13 4,5369 Terjadi Gangguan 36 73 1,87 3,4969 Berhasil 37 73 1,87 3,4969 Berhasil 38 68,25 2,88 8,2944 Terjadi Gangguan 39 73,5 2,37 5,6169 Terjadi Gangguan 40 73 1,87 3,4969 Berhasil 41 73 1,87 3,4969 Berhasil 42 73 1,87 3,4969 Terjadi Gangguan 43 70 1,13 1,2769 Berhasil 44 72 0,87 0,7569 Berhasil 45 71 0,13 0,0169 Berhasil 46 68 3,13 9,7969 Terjadi Gangguan 47 70 1,13 1,2769 Berhasil 48 71,75 0,62 0,3844 Terjadi Gangguan 49 73,5 2,37 5,6169 Berhasil 50 71,75 0,62 0,3844 Berhasil

Jumlah 3556,75 74,25 142,6525


Lampiran 5.

Urutan gambar pengereman motor dc

1.

2.

3.


4.

5.

6.


7.

8.


Lampiran 6.

Grafik pergerakan motor dc




Lampiran 7.

Program GUI Visual Basic 6.0





Documents

SISTEM PENGUKURAN DAN PEMOTONG KERTAS OTOMATIS … · Pada sistem ini menggunakan gunting sebagai alat pemotong kertasnya. GUI untuk sistem pengukuran dan pemotongan kertas otomatis