Programmable Logic Controller (TIMER)

                               TIMER

Di dalam banyak aplikasi kontrol, pengontrolan waktu adalah sesuatu yang sangat dibutuhkan. Sebagai contoh, sebuah motor atau pompa mungkin harus dikontrol untuk beroperasi selama interval waktu tertentu, atau mungkin diaktifkan setelah berlalunya suatu periode waktu tertentu. Itulah sebabnya, PLC dilengkapi dengan timer untuk mendukung kebutuhan ini. Timer mengukur (atau menghitung) waktu dalam satuan detik atau sepersekian detik dengan menggunakan piranti clock internal CPU . pada pembahasan ini mendiskusikan bagaimana timer dapat diprogram untuk melaksanakan aktivitas-aktivitas pengontrolan. 

Jenis-jenis Timer

Pabrikan-pabrikan PLC memprogramkan piranti timer mereka secara unik sehingga dapat kita jumpai adanya beberapa tipe pendekatan untuk penu-c­timer. Pendekatan yang paling umum adalah memandang timer sebagaimana layaknya sebuah relay yang ketika kumparannya dialiri arus akan mengakibatkan menutup atau membukanya kontak-kontak setelah suatu jangka waktu yang ditetapkan. Dengan demikian, timer berperan sebagai sebuah output untuk anak tangga program, mengontrol kontak-kontaknya yang terletakpada anak tangga lain (Gambar 6.1 (a)). Pendekatan ini adalah pendekatan utama yang ­digunakan di dalam buku ini. Ada juga yang memperlakukan timer sebagai sebuah blok delay (fungsi tunda) yang ketika disisipkan ke sebuah anak tangga akan menunda sinyal-sinyal dari anak tangga tersebut untuk mencapai output (Gambar 6.1(b)).

Terdapat beberapa bentuk timer yang dapat dijumpai pada PLC. Pada PLC berukuran kecil biasanya hanya terdapat satu bentuk saja, yaitu, timer on delay. Timer semacam ini akan hidup setelah suatu periode waktu tunda yang telah ditetapkan (Gambar 6.2(a)). Timer off-delay berada dalam keadaan hidup  selama periode waktu yang telah ditetapkan dan kemudian mati (Gambar 6.2(b)).  Jenis timer lainnya yang sering dijumpai adalah timer pulsa. Timer  jenis ini berubah menjadi aktif atau tidak aktif selama periode waktu yang telah ditetapkan (Gambar 6.2 (c)).

Dengan diagram blok fungsi (lihat Subbab 4.8) dan symbol-simbol yang digunakan untuk timer oleh beberapa pabrikan, TON digunakan untuk menotasikan timer on-delay, TOF untuk off-delay. Timer on-delay juga direpresentasikan oleh T-0 dan timer off-delay oleh 0-T. Timer pulsa dinotasikan dengan TP.

           Durasi waktu yang ditetapkan untuk sebuah timer disebut sebagai waktu preset dan besarnya adalah kelipatan dari satuan atau basis waktu yang digunakan. Beberapa basis waktu yang sering digunakan adalah 10 ms, 100 ms, 1 s, 10 s dan 100 s. Sehingga, sebuah nilai preset sebesar 5 dengan basis waktu 100 ms adalah periode waktu tunda selama 500 ms. Untuk memudahkan kita, timer-timer yang dibicarakan didalam buku teks ini menggunakan basis waktu 1 s.

                                                        Gambar 6.1 .Penggunaan timer pada program

 

                                                Gambar 6.2 Timer: (a) on-delay, (b) off-delay, (c) pulsa

 Pemograman Timer

Semua PLC pada umumnya memiliki timer-timer on-delay, dan PLC-PLC ber­ukuran kecil kemungkinan besar hanya memiliki jenis timer ini. Gambar 6.3 memperlihatkan sebuah diagram tangga yang melibatkan penggunaan sebuah timer on-delay. Timer tersebut berlaku sebagaimana layaknya sebuah relay, dengan sebuah kumparan yang akan dialiri arus ketika input In 1 diaktifkan (anak tangga 1). Setelah suatu jangka waktu tunda yang telah ditetapkan (waktu preset), timer tersebut kemudian menutup kontak-kontaknya pada anak tangga 2. Sehingga, output dari Out 1 dihasilkan beberapa saat (yaitu waktu preset) setelah input In 1 diaktifkan.

                                Gambar 6.3 on-delay Diagram tangga yang melibatkan sebuah timer

 Gambar 6.4 memperlihatkan bagaimana diagram di atas, dan instruksi­instruksi programnya, akan terlihat apabila digambarkan dalam bentuk yang digunakan oleh dua pabrikan PLC yang berbeda. Gambar Mitsubishi (Gambar 6.4(a)) memandang timer sebagai sebuah output yang memberikan reaksi tertunda setelah kontak-kontak input diaktifkan. Pada gambar Siemens (Gambar 6.4(b)), pabrikan memandang timer sebagai sebuah komponen tunda pada sebuah anak tangga, ketimbang sebagai sebuah relay. Simbol di dalam kotak pada gambar mengindikasikan sebuah timer on-delay, dengan angka 0 yang muncul setelah huruf T mengindikasikan operasi penundaan pengaktifan (on-delay). Waktu tunda yang dipilih adalah 5 s. Teknik-teknik yang dipakai untuk menetapkan nilai waktu preset berbeda-beda dari satu pabrikan ke pabrikan lainnya. Seringkali, hal ini melibatkan tindakan memasukkan sebuah instruksi konstanta K yang diikuti oleh nilai interval waktu dalam kelipatan basis waktu yang digunakan

 Gambar 6.5 memperlihatkan diagram-diagram tangga untuk tiga pabrikan lainnya, (a) Telemecanique, (b) Toshiba, dan (c) Allen Bradley. Dengan diagram  Allen Bradley, sinyal DN (dari kata done) adalah sinyal yang dihasilkan ketika timer telah menyelesaikan aktivitasnya, sinyal EN (dari kata enable) adalah sinyal yang merupakan replika dari sinyal input ke timer dan digunakan untuk mengaktifkan kontak-kontak selama sekejap.

 

Aktivitas sekuensial (sequencing)

Sebagai ilustrasi mengenai penggunaan sebuah timer, perhatikan diagram tangga yang diperlihatkan pada Gambar 6.6(a). Ketika input In 1 dihidupkan output Out 1 menjadi aktif. Kontak-kontak yang diasosiasikan dengan output ini kemudian menyalakan timer. Kontak-kontak timer selanjutnya akan menutup setelah tertunda selama waktu preset, dalam kasus ini 5,5 s. Ketika hal ini  terjadi, output Out 2 menjadi aktif. Sehingga, setelah input diberikan ke in 1,  Out 1 diaktifkan dan diikuti 5,5 detik kemudian oleh Out 2. Hal ini mengilustrasikankan bagaimana rangkaian output dapat diaktifkan secara sekuensial (berurutan). Gambar 6.6(b) memperlihatkan diagram untuk operasi yang sama, dimana format yang digunakan oleh pabrikan PLC adalah pemfungsian times penunda sinyal.

         Gambar 6.7 memperlihatkan dua versi diagram yang menggambarkan bagaimana timer dapat digunakan untuk mengaktifkan tiga buah output, misalnya : motor, secara sekuensial setelah ditekannya sebuah tombol mulai. Dalam (a), timer-timer diprogramkan sebagai kumparan-kumparan, sedangkan dalam (b), timer-timer berlaku sebagai komponen-komponen tunda. Ketika tombol mulai ditekan, sebuah output dihasilkan oleh relay internal IR1. Output ini akan mengunci input mulai. Output ini juga mengaktifkan kedua timer, T1 dan T2, dan motor 1. Ketika waktu preset untuk timer 1 telah habis, kontak-kontaknya menutup dan motor 2 menyala. Ketika waktu preset untuk timer 2 telah habis, kontak-kontaknya menutup dan motor 3 menyala. Ketiga motor akan berhenti apabila tombol berhenti ditekan. Karena aplikasi ini dipandang sebagai satu program lengkap yang berdiri sendiri, instruksi akhiran (END) harus digunakan.

Timer bertingkat

Timer-timer dapat disambungkan satu sama lainnya, disebut sebagai timer bertingkat (cascaded), untuk menghasilkan waktu delay yang lebih besar dari yang mungkin diberikan oleh hanya satu buah timer. Gambar 6.8(a) memper­lihatkan diagram tangga untuk konfigurasi semacam ini. Sehingga, kita dapat menetapkan bahwa timer 1 memiliki waktu delay sebesar 999 s. Timer ini diaktifkan ketika terdapat sebuah input ke In 1. Ketika waktu selama 999 detik telah lewat, kontak-kontak untuk timer 1 menutup. Hal ini kemudian mengakibat­kan aktifnya timer 2. Timer ini memiliki delay sebesar 100 s. Ketika waktu 100 detik ini telah berlalu, kontak-kontak timer 2 menutup dan terdapat sebuah output dari Out 1. Sehingga, output akan dihasilkan 1099 detik Setelah input diberikan ke In 1. Gambar 6.8(b) memperlihatkan versi Mitsubishi untuk diagram tersebut beserta instruksi-instruksi programnya

 

Timer Siklus hidup-mati

Gambar 6.9 memperlihatkan bagaimana timer-timer on-delay dapat digunakan untuk membentuk sebuah konfigurasi timer siklus hidup-mati. Timer ini dirancang  untuk mengaktifkan sebuah output selama 5 detik kemudian mematikannya selama. 5 detik, lalu menyalakannya 5 detik, dan mematikannya 5  detik  dan demikian seterusnya. Ketika terdapat sebuah input ke In 1 yang menutup kontak-kontaknya, timer 1 menjadi aktif. Timer 1 ditetapkan untuk delay selama 5 detik. Setelah 5 detik, timer 1 akan menyalakan timer 2 dan mengaktifkan output Out 1. Timer 2 memiliki delay sebesar 5 detik. Setelah 5 detik kontak-kontak timer 2, yang normal-tertutup, membuka. Hal ini mengakibatkaL timer 1, yang berada di anak tangga pertama, menjadi mati. Keadaan ini mengakibatkan kontak-kontak pada anak tangga kedua membuka dan mematikan timer 2. hal ini menjadikan kontak-kontak timer 2 berada pada kondisi normalnya, yang adalah menutup, sehingga terdapat input ke In 1 yang akan memulai kembali seluruh siklus di atas.

Timer Off-Delay

Gambar 6.11 memperlihatkan bagaimana sebuah timer on-delay dapat digunakan untuk membentuk sebuah timer off-delay. Dengan konfigurasi semacam ini, ketika terdapat sebuah input seketika ke In 1, output Out 1 dan timer keduanya menjadi aktif. Karena input dikunci (latched) oleh kontak-kontak Out 1, output akan tetap menyala. Setelah waktu preset berlalu, kontak-kontak timer yang normal-tertutup membuka dan mematikan output. Dengan demikian, operasi dimulai dengan keadaan output yang aktif dan tetap aktif hingga waktu delay berlalu.

Sejumlah PLC dilengkapi dengan, selain timer-timer on-delay, timer-timer off-delay secara built-in dan oleh karenanya, penggunaan timer on-delay untuk menghasilkan timer off-delay tidak lagi diperlukan. Gambar 6.12 mengilustrasikan hal ini untuk sebuah PLC Siemens, dengan menampilkan diagram tangga yang relevan beserta daftar instruksinya. Perhatikan bahwa pada pabrikan ini, timer diperlakukan sebagai sebuah komponen tunda pada sebuah anak tangga, ketimbang sebagai sebuah relay. Pada simbol yang terdapat di dalam gambar kotak yang merepresentasikan timer, angka 0 diletakkan sebelum huruf T yang mengindikasikan bahwa timer yang bersangkutan adalah sebuah timer off-delay

Sebagai ilustrasi tentang penggunaan sebuah timer off-delay, perhatikanlah program Allen Bradley yang diperlihatkan pada Gambar 6.13. TOF dipergunakan untuk mengindikasikan bahwa timer yang bersangkutan adalah timer off-delay, dan bukannya on-delay (TON). Basis waktu ditetapkan pada 1:0 yang adalah 1 detik. Preset ditetapkan pada nilai 10 sehingga waktu preset timer adalah 10 detik. Pada anak tangga pertama, output timer dihasilkan oleh kontak-kontak EN (dari kata enable) yang berarti tidak terdapat delay antara terjadinya input ke 1:012/01 dan output dari EN. Sebagai akibatnya, kontak-kontak EN pada anak tangga 2 menutup seketika setelah input diberikan ke 1:012/01. Sehingga, terdapat sebuah output dari O:013/01 seketika setelah input 1:012/01 diaktifkan. Kontak-kontak TT (dari kata timer timing) pada anak tangga 3 diaktifkan segera setelah timer berjalan. Karena timer ini adalah timer off-delay, timer dimulai dalam keadaan menyala selama 10 detik sebelum akhirnya menjadi mati.  Sehingga, kontak-kontak TT akan menutup ketika waktu preset selama 10 detik dimulai. Akibatnya output O:012/02 berada dalam keadaan aktif selama 10 detik. Kontak-kontak DN (dari kata done), yang normal-tertutup, membuka setetelah 10 detik. detik sehingga menjadikan output 0:013/03 aktif setelah waktu 10 detik berlalu. Kontak-kontak DN, yang normal-terbuka, menutup setelah 10 detik dan dengan  demikian output 0:013/04 mati setelah 10 detik berlalu.

 

Contoh pemrograman

mau tau contoh pemrogramannya ??

hub. saya yaa ^_^ 

Driver Motor DC (L298)

L298 aadalah driver motor berbasis H-Bridge, mampu menangani beban hingga  4A   pada  tegangan  6V  –  46 V. Dalam   chip  terdapat   dua   rangkaian H-Bridge.

L298 menggunakan rangkaian dasar transistor (BJT). Kekurangan dari rangkaian berbasis BJT adalah tegangan saturasi yang cukup tinggi, yang akan menjadi faktor bagi timbulnya panas yang cukup tinggi ketika menangani beban. Untuk opsi yang lebih “dingin” bisa mempertimbangkan chip driver motor berbasis MOSFET. Untuk dioda flyback (EMF protection) disarankan menggunakan dioda tipe schottky – 1N5818, yang memiliki respons lebih cepat.

Sensor Jarak GP2D12

Dalam dunia teknologi dan robotika penggunaan sensor jarak sangat  diperlukan. Sensor jarak ini (Infrared Range Finder) pada robot akan digunakan  sebagai indera penglihatan seperti layaknya pada manusia. Pada saat robot  melakukan pergerakan maju, mundur atau belok, sensor jarak ini bekerja sebagai  navigatornya, sehingga jika terjadinya tabrakan antar robot bisa dihindari sebaik  mungkin. Jenis sensor ini yang umum dijumpai berdasarkan media yang digunakan  ada dua yaitu ultrasonic dan optical. Jenis sensor jarak yang menggunakan media ultrasonic adalah SRF04, SRF05 dan SRF08, sedangkan sensor jarak yang menggunakan media optical adalah GPD2D02, GPD2D05, GPD2D12 dan  GPD2D15. Jika dilihat dari keluarannya, sensor jarak tersebut mempunyai keluaran berbeda – beda, ada yang menggunakan komunikasi I2C, pulse dan  analog voltage.

GPD2D12 merupakan salah satu sensor jarak dengan keluaran tegangan  analog. Jarak yang bisa dideteksi GPD2D12 mulai dari 8cm sampai 80cm,  sedangkan tegangan yang dikeluarkan adalah mulai dari 2,6 Vdc dan terus turun sampai sekitar 0,5 Vdc, sehingga jarak berbanding terbalik dengan tegangan, jadi  tegangan akan semakin tinggi pada saat jarak semakin dekat.

Penggunaan sensor GPD2D12 ini tidak ada perlakuan khusus dalam  proses pembacaannya, sehingga apabila ada mikrokontroler yang sudah terdapat  ADC (Seperti Atmega8535) di dalam maka sensor jarak ini tinggal dihubungkan dan dibaca tegangan keluarannya. ATmega8535 merupakan salah satu jenis dari mikrokontroler AVR buatan ATMEL yang mempunyai 8 channel ADC (Analog to Digital Converter) dengan  resolusi 10bit. Maksudnya adalah mikrokontroler ini mampu untuk diberi masukan tegangan analog sampai 8 saluran secara bersamaan dengan ketelitian  sampai 10 bit, sehingga pemakaian sensor jarak GPD2D12 pada mikrokontroler  ini maksimal adalah 8 buah.

Adapun prinsip kerja sensor sharp GP2D12 ini menggunakan prinsip pantulan sinar infra merah. Dalam aplikasi ini nilai tegangan keluran dari sensor yang berbanding terbalik dengan hasil pembacaan jarak dikomparasi dengan tegangan referensi komparator. Prinsip kerja dari rangkaian komparator sensor sharp GP2D12 adalah jika sensor mengeluarkan  tegangan melebihi tegangan referensi, maka keluaran dari komparator akan  berlogika rendah. Jika tegangan referensi lebih besar dari tegangan sensor maka  keluaran dari komparator akan berlogika tinggi. Selain menggunakan komparator,  untuk mengakases sensor jarak sharp GP2D12 dapat dengan menggunakan prinsip  ADC, atau dengan kata lain mengolah sinyal analog dari pembacaan sensor sharp  GP2D12 ke bentuk digital dengan bantuan pemrograman.

GP2D12 (Infrared Range Detector) adalah sensor jarak yang berbasikan  infra red, sensor ini dapat mendeteksi obyek dengan jarak 8 sampai 80 cm. Output  dari GP2D12 adalah berupa tegangan analog. Agar GP2D12 dapat berhubungan  dengan mikrokontroller di perlukan ADC ( Analog to Digital conventer ) yang  berfungsi untuk mengkonversi output dari GP2D12 yang berupa analog menjadi digital.

Robot Berkelompok Dengan kelompok Perilaku Mengikuti Pemimpin

    Perilaku mengikuti pemimpin atau lebih dikenal dengan Slave The Master merupakan salah satu skema dari robot berkelompok. Robot-robot formasi sendiri memiliki pengertian sejumlah robot dengan struktur fisik relatif sederhana dan kesamaan perilaku yang mampu bekerja sama dari hasil interaksi antar robot dan antara robot dengan lingkungannya. Para peneliti terus berupaya mengembangkan algoritma robot formasi dengan tetap mengambil inspirasi dari kehidupan di alam (Biological Inspiration).

    Dalam berkelompok mengikuti pemimpin ini terdapat satu robot yang berperan sebagai robot pemimpin dan sebagian yang lain sebagai robot pengikut. Robot pengikut harus mampu mengikuti trajektori robot didepannya yang diidentifikasikan sebagai robot pemimpin dengan jarak yang telah ditentukan dengan relatif konstan dalam kecepatan dan akselerasi yang bervariasi, bahkan keadaan berhenti mendadak. Robot pengikut bergerak mengikuti lintasan yang dibuat oleh robot pemimpin sehinggga informasi tentang posisi relatif antar robot dengan cepat dan akurat sangat diperlukan.