Latihan Dasar PLC Input dan Output

PLC merupakan salah satu perangkat yang paling berperan penting dalam dunia industri dan sudah menjadi standar dalam menjalankan perangkat-perangkat ataupun kontrol instrumen dalam industri. Selain mudah dalam instalasi, PLC juga terkenal lebih stabil karena PLC merupakan perangkat kontrol yang sudah terintegrasi berupa suatu modul I/O (input dan output). Pada PLC tiap seri memiliki jumlah I/O yang berbeda pula tergantung dengan kebutuhan.
 

Pada kali ini akan dibahas mengenai konsep dasar dalam pengoperasian sebuah PLC menggunakan software cx-programmer. Sebuah program untuk menjalankan PLC dapat dibuat menggunakan cx-programmer dengan bantuan diagram ladder atau diagram tangga. Sehingga agar dapat menggunakan cx-programmer harus menguasai terlebih dahulu tentang diagram ladder. Bagi yang belum mengerti dapat dibaca terlebih dahulu artikel sebelumnya tentang pengenalan PLC.

Software cx-programmer untuk menjalankan hasil dari program yang telah dibuat harus terkoneksi dengan modul perangkat PLC setelah dilakukan compile program, karena program harus diisikan terlebih dahulu ke dalam PLC (transfer to PLC) sehingga alur program yang telah dibuat akan ditandai dengan suatu jalur yang berwarna hijau jika program diagram ladder dijalankan dengan terkoneksi PLC (pada mode PLC on-line) Namun jika tidak memiliki perangkat modul PLC yang akan dipakai dapat pula dilakukan melalui simulasi dengan cx-designer. Mungkin bagi yang belum mengenal lebih dalam tentang cx-programmer akan bingung, karena sebenarnya cx-programmer merupakan bagian dari suatu software yang dinamakan cx-one. Jadi cx-programmer merupakan bagian kecil dari cx-one yang didalamnya masih tersimpan fitur-fitur pendukung lain seperti cx-designer, cx-simulator, cx-motion, cx-proces tool dan sebagainya. Akan tetapi cx-programmer dapat di-instal terpisah dari cx-one jika tidak memerlukan suatu simulasi program diagram ladder, untuk lebih jelas dapat dilihat gambar dibawah ini.

Pada cx-programmer dapat terlihat tool dan icon shortcut yang dapat memudahkan dalam penggunaan software tersebut. Sehingga saat pengoperasian suatu program akan sangat membantu dan mempercepat jalannya program dengan memanfaatkan tool dan icon yang tersedia dalam lembar kerja.

Latihan Dasar PLC Timer dan Counter

Timer dan counter merupakan salah satu hal yang wajib dalam suatu perangkat kontrol, apalagi bila digunakan untuk menjalankan mesin dan melakukan perhitungan jumlah item yang akan diproses lebih lanjut. Pada umumnya sebuah modul PLC telah dilengkapi dengan beberapa buah timer dan counter yang dapat kita pakai dengan memberikan suatu perintah khusus. Misalnya jika kita akan memanggil suatu timer maka perintah yang kita tulis cukup ditulis:

TIM 001 #200

Perintah tersebut artinya kita memanggil fungsi untuk timer 1 dengan memberikan nilai sebesar 200 yang artinya waktu timer sebesar 20 detik. Setelah timer 20 detik maka T0001 akan aktif yang mungkin dapat kita hubungkan dengan kontak Normally Open atau Normally Closed. Sebaliknya jika kita akan memanggil fungsi counter maka perintah yang ditulis adalah:

CNT 001 #20

Perintah tersebut berarti kita memanggil fungsi untuk counter 1 dengan memberikan jumlah counter sebesar 20. Setelah jumlah counter 20 maka C0001 akan aktif yang mungkin dapat kita hubungkan dengan kontak Normally Open atau Normally Closed. Besarnya counter tersebut dapat kita reset kembali dengan memberikan logika '1' pada reset counter.Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada contoh berikut:

1. Timer PLC

Buatlah suatu diagram ladder seperti pada gambar berikut beserta nilai-nilainya dan keterangan yang memudahkan untuk pembacaan:

Diagram ladder untuk timer pada PLC

Untuk yang memerlukan kode manemonik PLC untuk timer pada diagram ladder diatas dapat dituliskans ebagai berikut:

LD        00001
TIM      0001         #200
LD        T0001
OUT     01001
END

Mengenal Power Amplifier Sistem OTL, OCL dan BTL

Bagi para penggemar elektronika yang memiliki hobi dengan audio sound sistem mungkin tidaklah asing dengan istilah-istilah seperti OTL, OCL dan BTL pada suatu perangkat Power Amplifier. Namun, ternyata masih banyak yang kurang mengerti akan perbedaan pada masing-masing istilah pada sistem amplifier tersebut.

Power Amplifier merupakan suatu rangkaian penguat yang di dalamnya terdapat gabungan dari suatu rangkaian penguat tegangan dan penguat arus. sesuai dengan istilahnya yaitu Power Amplifier atau disingkat PA yang artinya penguatan daya, sesuai dengan persamaan Daya (P) yang menyatakan bahwa suatu daya nilainya adalah hasil kali antara tegangan (V) dan arus (I). Maka untuk mendapatkan suatu daya atau Power maka dua hal pokok yang perlu diperhatikan adalah arus dan tegangan, sehingga pada power amplifier ini untuk menentukan besarnya daya (Watt) pada perangkat power amplifier maka yang diperhatikan adalah rangkaian penguat tegangan dan rangkaian penguat arus.

Pada umumnya pada suatu rangkaian power amplifier, rangkaian penguat arus selalu berada di bagian paling akhir dari rangkaian setelah melewati rangkaian penguat tegangan. Hal ini agar sinyal dari suatu gelombang yang diterima pada rangkaian power amplifier mengalami penguatan terlebih dahulu oleh rangkaian penguat tegangan yang biasanya menggunakan suatu op-amp dengan penguatan tertentu atau dapat juga menggunakan transistor dengan arus dan daya rendah agar lebih sensitif terhadap sinyal gelombang masukan, sehingga setelah dikuatkan tegangan menjadi lebih besar beberapa kali lipat namun arusnya masih sangat kecil dan belum mampu untuk menggerakkan membran loudspeaker yang biasanya memiliki impedansi (4, 8 atau 16 ohm) oleh karena itu harus dikuatkan terlebih dahulu dengan suatu rangkaian penguat arus oleh transistor yang komplemen (kombinasi PNP dan NPN) dengan arus dan daya besar. Seperti halnya juga pada transistor penguat arus 2N 3055 yang digunakan pada suatu rangkaian regulator tegangan (misal: 7805) untuk mendapatkan tegangan 5 volt dengan arus yang melebihi dari batasan kemampuan dari arus IC regulator tersebut.

1. Power Amplifier OCL (Output Capasitor Less)

Power amplifier model OCL pada umumnya biasa dipakai untuk keperluan dengan daya yang sangat besar, karena pada power amplifier OCL ini didukung oleh catu daya atau power supply simetri V(+), V(-) dan Ground (0). Salah satu ciri yang paling penting pada power amplifier model ini adalah salah satu ujung beban pada keluaran atau output pada rangkaian power amplifier ini terhubung dengan CT transformator atau sumber tegangan sebagai titik simpul atau titik tengah dari suatu gelombang yang akan dihasilkan. Sehingga pergerakan amplitudo gelombang akan menuju V(+) dan V(-) melewati CT transformator sebagai ground dan titik tengah dari amplitudo gelombang tersebut.

Gambar power amplifier model OCL

2. Power Amplifier OTL (Output Transformator Less)

Power amplifer model OTL merupakan salah satu model power amplifier yang digunakan untuk daya kecil sampai daya sedang tidak lebih dari 100 Watt. Mungkin dahulu masih ada yang menggunakan power amplifier model OTL ini untuk perangkat sound sistem, tetapi untuk saat ini sudah jarang sekali digunakan. Akan tetapi saat ini tetap masih banyak digunakan pada beberapa perangkat elektronik untuk penghasil suara dengan daya kecil seperti televisi, radio, laptop, bahkan handphone yang kita gunakan setiap hari juga menggunakan tipe power amplifier OTL untuk penguat audionya. Salah satu ciri dari model power amplifier tipe OTL ini adalah dari catu dayanya atau power supply yang digunakan adalah non-simetri sehingga cukup menggunakan catu daya baterai (pada kutub + dan -) atau adaptor dengan V(+) dan ground (0). Akan tetapi pada keluaran atau output pada power amplifier ini biasanya haruslah diberi coupling atau penghubung oleh sebuah kapasitor dengan ukuran yang cukup besar diatas 1000uF dan biasanya dipakai kapasitor berjenis elco polar. Hal ini bertujuan untuk menghilangkan tegangan offset (DC) pada keluaran karena mengingat catu daya yang digunakan adalah catu daya non-simetri sehingga mengakibatkan amplitudo gelombang pada keluaran yang dihasilkan tidak memiliki titik simpul atau titik tengah pada tegangan 0 volt jika tidak diberi oleh kapasitor polar elco sebagai coupling. Hal ini untuk mencegah terjadinya kerusakan pada kawat email pada lilitan speaker karena tegangan DC yang keluar dari power amplifier dapat membuat kawat email menjadi cepat panas dan terbakar seperti layaknya elemen pemanas yang menggunakan tegangan DC. Maka dengan memanfaatkan sifat kapasitor sebagai penyimpan dan pembuang muatan maka tegangan offset keluaran (DC) pada power amplifier model OTL ini dapat diredam dan titik simpul dari amplitudo gelombang akan tetap berada pada 0 volt dengan bantuan kapasitor. Sehingga titik puncak V(+) dan lembah V(-) amplitudo gelombang dapat dicapai dengan memanfaatkan penyimpanan dan pembuangan dari kapasitor dengan ground (0 volt) sebagai titik tengahnya.

Gambar power amplifier model OTL

3. Power Amplifier BTL

Pada power amplifier model BTL (Bridge-Tied Load) ini dapat dibuat dengan mengkonfigurasi dua buah power amplifier model OCL atau dua buah power amplifier model OTL menjadi suatu model power amplifier menyerupai rangkaian jembatan.

Gambar power amplifier model BTL yang dibentuk dari 2 buah OCL

Pembangkit Tegangan Tinggi AC ( High Voltage AC )

Perangkat High Voltage (HV) merupakan salah satu perangkat yang biasa digunakan untuk pembangkit ozon (generator ozon) melalui suatu rektor ozon. Pada perangkat High voltage bisa menggunakan tegangan AC ataupun DC. Untuk topik ini akan dibahas mengenai pembuatan HV dengan tegangan AC menggunakan osilator berfrekuensi rendah. Mengapa frekuensi rendah? Jawabnya karena jenis koil yang digunakan adalah terbuat dari inti besi atau lempengan besi yang disusun berlapis dan dililit kawat email seperti pada koil kendaraan bermotor khususnya sepeda motor. Koil sepeda motor merupakan salah satu koil yang sangat mudah didapatkan dan tersedia banyak dipasaran. Sehingga untuk membuat perangkat High Voltage AC ini kita tidak perlu membuat koil sendiri. Namun perlu dicatat bahwa untuk frekuensi osilator yang digunakan tidak boleh terlalu tinggi dan melebihi 10 KHz, karena mengingat bahan yang dipakai untuk koil terbuat dari inti besi bukan berupa bahan ferromagnetik seperti ferrit dan lain sebagainya. Sehingga untuk frekuensi osilator yang terlalu tinggi dapat menyebabkan panas yang berlebihan maka dapat menyebakan koil menjadi cepat panas dan terbakar. Oleh karena itu frekuensi rendah merupakan pilihan yang paling tepat untuk jenis koil seperti ini agar dapat digunakan untuk pemakaian perangkat dalam waktu yang cukup lama dan lebih tahan lama. Pada perangkat High Voltage ini frekuensi yang digunakan memiliki jangkauan antara 500 Hz sampai 4 KHz yang dapat diatur dengan trimpot variabel resistor. Perhatikan video  berikut:

Pengujian HV 1

Pengujian HV 2

Pada perangkat High Voltage untuk mengatur tegangan keluaran dari perangkat tersebut dapat dilakukan dengan dua cara. Untuk cara yang pertama adalah dengan mengatur tegangan atau amplitudo dari keluaran rangkaian osilator dengan suatu variabel resistor atau potensio. Cara yang satu ini tergolong sangat sederhana dan mudah seperti selayaknya nengatur tegangan melalui rangkaian pembagi tegangan dengan sebuah potensiometer atau resistor variabel lainnya. Namun cara mengatur tegangan keluaran perangkat High Voltage ini melalui tegangan keluaran dari osilator pada umumnya sering bermasalah dengan sulitnya dalam pengaturan tegangan untuk nilai-nilai tertentu dan sangat tidak stabil untuk tegangan yang dihasilkan apalagi untuk mencapai set tegangan yang sama untuk setiap pengaturan. Selain itu dapat mengganggu frekuensi keluaran dari perangkat High Voltage yang bersumber dari osilator tersebut. Akan tetapi model pengaturan perangkat High Voltage seperti ini tidak akan menjadikan suatu masalah pada suatu sistem yang tidak mengutamakan kestabilan pada tegangan keluaran jika cukup digunakan untuk penghasil ozon saja dengan kadar ppm yang tidak terlalu besar.

Untuk cara kedua pada pengaturan tegangan keluaran perangkat High Voltage yaitu dengan mengatur tegangan sumber yang masuk ke dalam koil pembangkit tegangan tinggi tersebut dalam hal ini adalah koil sepeda motor. Pada cara pengaturan seperti ini memerlukan suatu rangkaian tambahan atau regulator tegangan yang dilengkapi dengan penguat arus sehingga dapat digunakan untuk mengatur sumber tegangan atau catu daya yang masuk ke dalam koil dengan tegangan pada osilator dibuat konstan pada suatu nilai tertentu. Oleh karena itu, pada pengaturan seperti ini biasanya memerlukan biaya yang lebih besar, namun perangkat yang dihasilkan akan memiliki tingkat kestabilan yang lebih baik, dan sangat mudah untuk melakukan pengaturan tegangan pada keluaran perangkat High Voltage tersebut.

 Perangkat HV dengan pengaturan tegangan pada osilator (tampak atas)

 Perangkat HV dengan pengaturan tegangan pada osilator (tampak depan)

 Gambar penataan rangkaian osilator dan transistor pada HV

Gambar gabungan koil sepeda motor yang dipasang sejajar 

Membuat Sistem Kontrol Suhu (Thermocontrol) Pada Hot Plate As-One Yang Rusak

Terlintas dipikiran saya untuk coba memperbaiki suatu alat yaitu hot plate (pemanas) yang rusak. Saya mempelajari dan menganalisa dengan peralatan yang ada ternyata kerusakan ditemukan pada tidak berfungsinya sistem kontrol pemanas pada alat pemanas tersebut mengingat alat tersebut ternyata beroperasi pada tegangan kerja AC 110 volt bukan AC 220 volt. Dugaan sememtara menyimpulkan ada kemungkinan sistem kontrol yang ada rusak karena kesalahan pemakaian tegangan pada alat tersebut, karena pada alat tersebut juga terdapat mikrokontroler. Karena pada pengecekan ditemukan bahwa pada rangkaian driver pemanas alat tersebut yang menggunakan Triac BTA 26 yang dikombinasi dengan optotriac dapat berfungsi dengan normal dengan memberikan logika "high" dan "low" pada input optotriac sehingga "on" dan "off" dari pemanas ternyata dapat berfungsi sebagaimana mestinya. 

  Hot Plate As-One Rusak

Selain itu pengecekan juga mengarah ke tombol dip swicth untuk mengatur suhu dan display yang ternyata juga berfungsi dengan baik hanya saja pada rangkaian tombol dan display ternyata untuk pengalamatan menggunakan teknik scanning yang semuanya terpusat pada mikrokontroler. Hanya satu yang tidak bisa saya cek yaitu IC pada rangkaian driver thermocouple karena tulisan pada IC tersebut dihapus atau di amplas entah dari pabriknya atau ada yang sengaja menghapusnya supaya tidak dapat diperbaiki pihak lain. Awalnya saya tetap coba saya cek tetapi ternyata tetap sulit karena saya tidak tahu pasti IC tersebut adalah IC driver untuk thermocouple yang outputnya mengirim data analog atau digital? karena sekarangpun juga banyak IC untuk thermocouple yang hasilnya langsung berupa data digital sehingga tanpa memerlukan kalibrasi analog ataupun perhitungan untuk penguatan pada IC tersebut. Dari analisa tersebut tetap saya simpulkan kerusakan berada pada sistem kontrol pada mikrokontroler alat tersebut. Akhirnya saya berencana membuat sistem kontrol pada alat tersebut dengan memanfaatkan beberapa bagian yang masih berfungsi dengan baik, salah satunya rangkaian driver pemanas dan elemen pemanas serta sensor suhu thermocouple yang masih dapat berfungsi dengan baik.

Gambar untuk driver kontrol "on" dan "off" pemanas