Kontrol logika terprogram

Kontrol logika terprogram (bahasa Inggris: programmable logic controller atau PLC) adalah suatu mikroprosesor yang digunakan untuk otomasi proses industri seperti pengawasan dan pengontrolan mesin di jalur perakitan suatu pabrik. PLC memiliki perangkat masukan dan keluaran yang digunakan untuk berhubungan dengan perangkat luar seperti sensor, relai, contactor dll. Bahasa pemrograman yang digunakan untuk mengoperasikan PLC berbeda dengan bahasa pemrograman biasa. Bahasa yang digunakan adalah Ladder, yang hanya berisi input-proses-output. Disebut Ladder, karena bentuk tampilan bahasa pemrogramannya memang seperti tampilan tangga. Disamping menggunakan pemrograman ladder, PLC juga dapat diprogram dengan pemrograman SFC dan pemrograman ST, untuk yang ST sudah jarang digunakan lagi.

PLC dan rangkaian masukan/keluaran

 

Pendahuluan

Kontrol kendali industri pada awalnya mengandalkan pada relay elektromekanik. Relay ini bekerja bedasarkan prinsip kemagnetan. Sistem kendali ini memiliki beberapa kelemahan, diantranya: (1) membutuhkan ruang kontrol yang besar (2) perawatannya susah (3) pengembangan sistem tidak mudah (4) butuh waktu yang lama untuk membangun, memelihara, memperbaiki dan mengembangkan sistem kendali dengan relay elektromekanik.
Perkembangan komponen mikroelektronik pada akhirnya mampu menghasilkan sistem yang dapat menggantikan fungsi puluhan bahkan ratusan relay elektromekanik hanya dengan satu keping chip mikrokontroller yang dapat diprogram.

Pemrograman

Cara Setting Type Pemrograman

Untuk pemrograman SFC harus menggunakan alat bantu dengan nama Touch Pendant/Konsole (Tidak menggunakan komputer seperti pada pemrograman Ladder). Pemrograman dengan Touch Pendant ini sangat cocok untuk editing Program PLC di lapangan.

 

Contoh Pemrograman PLC

Contoh Pemrograman SFC

Berikut adalah contoh sederhana Ladder Pemrograman :

Dan Jika DiKonversikan ke dalam SFC Pemrograman, sebagai Berikut:

Pneumatik

 
Pneumatik (bahasa Yunani: πνευματικός, pneumatikos) berasal dari kata dasar "pneu" yang berarti udara tekan dan "matik" yang berarti ilmu atau hal-hal yang berhubungan dengan sesuatu; sehingga arti lengkap pneumatik adalah ilmu/hal-hal yang berhubungan dengan udara bertekanan.

Download materi pneumatik here

Komponen Elektronika

Elektronika adalah ilmu yang mempelajari alat listrik arus lemah yang dioperasikan dengan cara mengontrol aliran elektron atau partikel bermuatan listrik dalam suatu alat seperti komputer, peralatan elektronik, termokopel, semikonduktor, dan lain sebagainya. Ilmu yang mempelajari alat-alat seperti ini merupakan cabang dari ilmu fisika, sementara bentuk desain dan pembuatan sirkuit elektroniknya adalah bagian dari teknik elektro, teknik komputer, dan ilmu/ teknik elektronika dan instrumentasi.

Dalam rangkaian elektronika terdapat bermacam-macam komponen. Ada transistor, resistor, IC, trafo dan lain-lain. Komponen-komponen ini dikategorikan menjadi bagian-bagian berikut:

Komponen Pasif :

• resistor atau tahanan
• kapasitor atau kondensator
• induktor atau kumparan
• transformator

Komponen Aktif :

* dioda :

• dioda cahaya
• dioda foto
• dioda laser
• diode Zener
• dioda Schottky

* transistor :

• transistor efek medan
• transistor bipolar
• transistor IGBT
• transistor Darlington
• transistor foto

Sirkuit Analog :

• Amplifier atau Penguat
• Opamp (Operational Amplifier) termasuk negative feedback
• Amplifier Daya
• FET (Filed Effect Transistor), JFET, MOSFET, MESFET, MODFET, HEMT
• CMOS, N-MOS, P-MOS, Pass-transistor

Sirkuit Digital :

• Gerbang logika
• flip-flop
• penghitung atau pencacah (Inggris: counter)
• register
• multiplekser (MUX) dan DEMUX
• Penjumlah (Adder), Subtraktor (Pengurang) & Pengganda (Multiplier)
• mikroprosesor
• mikrokontroler
• ADC, DAC, Atmel AVR‎
• Digital Signal Processor (DSP)
• FPGA (Field-Programmable Gate Array), ASIC, FPAA, Embedded-FPGA, CPLD
• Semua jenis komputer digital: komputer super, mainframe, komputer mini, komputer pribadi desk-top, laptop, PDA, Smart card, telepon pintar, dll

Alat ukur :

• Ohm-meter
• Amper-meter
• Voltmeter
• Multimeter
• Oskiloskop
• Function generator
• Digital Signal Analyzer
• Spectrum meter

Simbol - Simbol Elektronika

Karena komponen, sirkuit, pengukuran dan pengkabelan dalam elektronik maka ada dibuatkan simbol-simbol elektronika untuk memudahkan kita dalam perancangan serta perbaikan suatu alat elektronika. Simbol ini juga berguna untuk mempermudah kita dalam pemahaman tentang elektronika. Dan ingat, Setiap simbol dari suatu komponen adalah sama dan tidak pernah berubah-ubah.

Dibawah ini adalah beberapa simbol elektronika yang umum dalam elektronika :
1. Simbol Resistor :
2. Simbol Kapasitor :

3. Simbol Dioda :

4. Simbol Transistor :

5. Simbol Gerbang Logika :

6. Simbol Pengkabelan :

7. Simbol Pengukuran :

8. Simbol Sensor :

8. Simbol Sirkuit Power :

Relay

Relay merupakan suatu komponen (rangkaian) elektronika yang bersifat elektronis dan sederhana serta tersusun oleh saklar, lilitan, dan poros besi. Penggunaan relay ini dalam perangkat-perangkat elektronika sangatlah banyak. Terutama di perangkat yang bersifat elektronis atau otomatis. Contoh di Televisi, Radio, Lampu otomatis dan lain-lain.

Cara kerja komponen ini dimulai pada saat mengalirnya arus listrik melalui koil,lalu membuat medan magnet sekitarnya sehingga dapat merubah posisi saklar yang ada di dalam relay terserbut, sehingga menghasilkan arus listrik yang lebih besar. Disinilah keutamaan komponen sederhana ini yaitu dengan bentuknya yang minimal bisa menghasilkan arus yang lebih besar.

Pemakaian relay dalam perangkat-perangkat elektronika mempunyai Keuntungan yaitu ;

• Dapat mengontrol sendiri arus serta tegangan listrik yang diinginkan
• Dapat memaksimalkan besarnya tegangan listrik hingga mencapai batas maksimalnya
• Dapat menggunakan baik saklar maupun koil lebih dari satu, disesuaikan dengan kebutuhan

Dalam praktek sederhana yang biasa dilakukan oleh elektronikawan pada awalnya adalah menggunakan relay ini untuk menghidupkan KIPAS ANGIN saat suhu di suatu ruangan lebih dari 30 derajad misalnya. Sistem kerja dari relay disini adalah, menerima instruksi dari IC atau transistor sensor suhu (LM 355 misalnya) dan secara otomatis, saklar akan dialiri oleh arus listrik, dan menggerakkan saklar yang ada di relay tersebut.

Sensor

Sensor atau Sering disebut juga dengan Transducer adalah piranti yang mentransform (mengubah) suatu nilai (isyarat/energi) fisik ke nilai fisik yang lain, Menghubungkan antara fisik nyata dan industri electric dan piranti elektronika yang berguna untuk monitoring, controlling, dan proteksi.

Sensor adalah peralatan yang digunakan untuk merubah suatu besaran fisik menjadi besaran listrik sehingga dapat dianalisa dengan rangkaian listrik tertentu. Hampir seluruh peralatan elektronik yang ada mempunyai sensor didalamnya.
Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran sangat kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang sangat kecil ini sangat memudahkan pemakaian dan menghemat energi.

Ada 6 tipe isyarat

• Mechanical, contoh: panjang, luas, mass flow, gaya, torque, tekanan, kecepatan, percepatan, panjang gel acoustic, dll
• Thermal, contoh: temperature, panas, entropy, heat flow
• Electrical, contoh: tegangan, arus, muatan, resistance, frekuensi, dll
• Magnetic, contoh: intensitas medan, flux density, dll
• Radiant, contoh: intensitas, panjang gelombang, polarisasi, dll
• Chemical, contoh: komposisi, konsentrasi, pH, kecepatan reaksi, dll

Di jaman teknologi canggih saat ini, media sensor telah menjadi salah satu trend tersendiri. Karena, juga akibat kesibukan manusia akan kebutuhannya, sehingga dengan adanya sensor setidaknya bisa mempercepat sistem kerja dikala kita akan melakukan sesuatu hal. Contoh misalnya mematikan lampu di rumah kita.

Sensor merupakan penggabungan dari beberapa media atau perangkat elektronik yang tentunya juga terdiri dari komponen-komponen elektronika untuk membuat sensor tersebut menjadi bekerja. Sistem kerja sensor ini juga bermacam-macam tergantung ke tipe isyarat dari sensor tersebut.

Sensor yang paling sering kita liat dan paling sering digunakan adalah di lampu jalan. Yang mana, sistem kerja dari sensor yang ada disini ; jika malam, maka lampu jalan akan hidup, dan sebaliknya, jika siang, lampu jalan akan padam. Sensor yang dipakai di sini adalah LDR (Light Dependen Resistor).

Op - Amp (Operational Amplifier)

Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu rangkaian penguat inverting, non-inverting differensiator dan integrator.

I. Pengertian Dasar Op-Amp
Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu rangkaian penguat inverting, non-inverting differensiator dan integrator.

Pada Op-Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu feedback negatif dan feedback positif dimana Feedback negatif pada op-amp memegang peranan penting. Secara umum, umpanbalik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpanbalik negatif menghasilkan penguatan yang dapat terukur.

Op-amp ideal
Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp ada yang dinamakan input inverting dan non-inverting. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak terhingga besarnya. Seperti misalnya op-amp LM741 yang sering digunakan oleh banyak praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain sebesar 104 ~ 105. Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil, dan penguatannya menjadi tidak terukur (infinite). Disinilah peran rangkaian negative feedback (umpanbalik negatif) diperlukan, sehingga op-amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur (finite).

Impedasi input op-amp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap masukannya adalah 0. Sebagai perbandingan praktis, op-amp LM741 memiliki impedansi input Zin = 106 Ohm. Nilai impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga arus input op-amp LM741 mestinya sangat kecil.

Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian op-amp berdasarkan karakteristik op-amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan golden rule, yaitu :

Aturan 1: Perbedaan tegangan antara input v+ dan v- adalah nol (v+ - v- = 0 atau v+ = v- )
Aturan 2: Arus pada input Op-amp adalah nol (i+ = i- = 0)

Inilah dua aturan penting op-amp ideal yang digunakan untuk menganalisa rangkaian op-amp.

II. Karakteristik Dasar Op-Amp
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa pada dasarnya Op-amp adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial), yang mana memiliki 2 input masukan yaitu input inverting (V-) dan input non-inverting(V+), Rangkaian dasar dari penguat diferensial dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini:
Gambar 1 : Penguat Diferensial
Pada rangkaian diatas, dapat diketahui tegangan output (Vout) adalah Vout = A(v1-v2) dengan A adalah penguatan dari penguat diferensial ini. Titik input v1 dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan vout satu phase dengan v1. Sedangkan sebaliknya titik v2 dikatakan input inverting sebab berlawanan phasa dengan tengangan vout.

Diagram Blok Op-amp
Op-amp di dalamnya terdiri dari beberapa bagian, yang pertama adalah penguat diferensial, lalu ada tahap penguatan (gain), selanjutnya ada rangkaian penggeser level (level shifter) dan kemudian penguat akhir yang biasanya dibuat dengan penguat push-pull kelas B. Gambar-2(a) berikut menunjukkan diagram dari op-amp yang terdiri dari beberapa bagian tersebut.gambar 2 (a) : Diagram Blok Op-Amp
gambar 2 (b) : Diagram Schematic Simbol Op-Amp
Simbol op-amp adalah seperti pada gambar 2 (b) dengan 2 input, non-inverting (+) dan input inverting (-). Umumnya op-amp bekerja dengan dual supply (+Vcc dan –Vee) namun banyak juga op-amp dibuat dengan single supply (Vcc – ground). Simbol rangkaian di dalam op-amp pada gambar 2 (b) adalah parameter umum dari sebuah op-amp. Rin adalah resitansi input yang nilai idealnya infinit (tak terhingga). Rout adalah resistansi output dan besar resistansi idealnya 0 (nol). Sedangkan AOL adalah nilai penguatan open loop dan nilai idealnya tak terhingga.

Saat ini banyak terdapat tipe-tipe op-amp dengan karakterisktik yang spesifik. Op-amp standard type 741 dalam kemasan IC DIP 8 pin. Untuk tipe yang sama, tiap pabrikan mengeluarkan seri IC dengan insial atau nama yang berbeda. Misalnya dikenal MC1741 dari motorola, LM741 buatan National Semiconductor, SN741 dari Texas Instrument dan lain sebagainya. Tergantung dari teknologi pembuatan dan desain IC-nya, karakteristik satu op-amp dapat berbeda dengan op-amp lain.

Menyolder Dalam Elektronika

Menyolder dalam elektronika adalah salah satu hal wajib yang perlu diketahui oleh teknisi. Karena, elektronika rentan dengan hal solder menyolder dalam prakteknya dilapangan. Namun, dalam menyolder juga terdapat teknik-teknik menyolder yang baik, dan perlu kita ketahui. Hal ini agar nantinya hasil solderan akan menjadi baik dan tidak membuat rusak komponen lain atau komponen yang akan kita solder.gambar : menyolder komponen elektronika

Berikut ini beberapa teknik menyolder yang baik dan benar (penting ga seh??:p):

1. Gunakan solder dengan mata solder yang runcing
2. Gunakan solder dengan daya 30-40W
3. Pastikan permukaan tembaga PCB mengkilap, jika buram maka amplaslah dengan amplas yang halus
4. Hilangkan karat pada kaki komponen dengan mengeriknya hingga mengkilap, adanya karat pada kaki komponen ditandai dengan tidak mengkilapnya kaki komponen
5. Saat menyolder, tempelkan solder pada tembaga PCB (jangan terlalu lama) kemudian tempelkan timah pada solder secukupnya, tunggu hingga timah mencari dan menyebar
6. Segera setelah timah menyebar di seluruh daerah solder, jauhkan solder dan tunggu hingga timah dingin
7. Penyolderan yang baik adalah yang melekatkan tembaga PCB dengan kaki komponen dengan jumlah timah yang sedikit (tidak cembung), dan tidak runcing
8. Jepit kaki komponen semi konduktor seperti ic, transistor, led, diode dan sensor dengan tang atau logam lain agar tidak terlalu panas

Teknik penyolderan kita lama-kelamaan nantinya akan bertambah baik, jika kita semakin biasa dalam melakukannya. Dalam menyolder IC,dan transistor kita seharusnya tidak menempelkan mata solder yang telah panas ke kaki IC dan Transistor tersebut. Karena, komponen ini adalah komponen elektronika yang sangat lemah dan sangat mudah rusak jika terkena panas lebih. Demikian juga pada komponen elektronika lainnya kita juga harus sangat memperhitungkan lamanya kita menyolder. Agar nantinya, pas kita menyolder tidak ada komponen rusak dan proyek bisa berjalan dengan baik.