6

BAB II

STUDI PUSTAKA

2.1 Humus Media organik

Adalah bahan perekat partikel tanah yang berpengaruh untuk perekat

partikel tanah, sehingga bahan-bahan yang organik penting untuk pembentukan

struktur tanah. Humus juga bisa sebagai media tanam untuk menambah asupan

unsur hara pada tanaman, sehingga tanaman yang diberikan media tanam yang

dicampur dengan humus, akan lebih baik dari pada yang hanya memakai tanah

saja, media tanam sendiri bermacam-macam bentuknya, mulai dari media tanam

yang terbuat dari pakis, hidroponik, baik media yang menggunakan serabut

kelapa.

Pengaruh organik sangat baik terhadap pertumbuhan tanaman, dari akar

yang kuat, batang yang padat, serta daun yang sehat, akan menghasilkan tanaman

yang jauh kualitasnya lebih baik dari tanman yang menggunakan bahan

anorganik, saat ini tanaman yang ada di lahan pertanian banyak yang masih

membutuhkan bahan kimia untuk proses pembibitan ataupun penanganan

terhadap hama.

Limbah yang bisa didaur ulang juga bisa digunakan sebagai humus yang

berguna untuk meningkatkan kualitas tanaman, baik limbah kotoran ayam,

kambing, dan sapi, bisa diolah kembali menjadi salah satu humus organik alami

yang dapat menguntungkan para petani.

2.2 PLC (Programmable Logic Controller)

PLC bisa diibaratkan suatu alat yang menggantikan fungsi sebuah relay

yang dirancang untuk mengontrol suatu keadaan ataupun proses kerja suatu alat

maupun mesin-mesin industri, PLC sendiri digunakan untuk proses kontrol berupa

variabel yang bekerja secara berurutan sesuai pengalamatan yang bisa ditentukan.

Untuk perusahaan industri, mayoritas besar menggunakan PLC untuk

mengoprasikan mesin-mesin yang ada diperusahaan, karena dengan PLC bisa

terpusat dan proses kontrol bisa diamati secara RealTime, untuk lebih jelasnya

konsep kerja PLC bisa dilihat Gambar 2.1

7

Gambar 2.1. Dasar konseptual aplikasi PLC Sumber : (Setiawan, 2006)

PLC Sendiri didalamnya berisi logika-logika yang bisa kita

implementasikan kedalam program pendukung perangkat tersebut, secara

interaksi komponen yang ada didalam PLC dapat diilustrasikan dalam Gambar 2.2

Gambar 2.2. Interaksi komponen yang ada didalam PLC Sumber : (Setiawan, 2006)

2.2.1 PLC SIEMENS SIMATIC S7-1200

PLC merupakan sebuah perangkat keras dimana pengguna dapat

memberikan instruksi dan memanipulasi fungsi-fungsi untuk membuat berbagai

logika sistem. SIEMENS SIMATIC S7-1200 dalam Gambar 2.3

8

Gambar 2.3 Penampilan PLC Siemens tipe S7-1200 dengan port yang tersedia Sumber : (Siemens, 2012)

PLC Siemens S7-1200 yang digunakan mempunyai spesifikasi :

Jumlah I/O 24 buah

Jumlah Input 14 buah

Jumlah output 10 buah

Supply 24Vdc 1.5A

Untuk PLC S7-1200 menggunakan CPU 1215C dengan spesifikasi detail

yang ada didalam Gambar 2.4

Gambar 2.4. Spesifikasi SIEMENS SIMATIC S7-1200 CPU 1215C Sumber : (Siemens, 2012)

9

2.2.2 SIEMENS AUTOMATION TIA PORTAL V12

TIA PORTAL V12 merupakan software khusus untuk memprogram PLC

buatan SIEMENS. TIA PORTAL V12 merupakan salah satu software Siemens

Automation. Dengan TIA PORTAL V12 kita bisa memprogram semua PLC yang

dibuat oleh SIEMENS. Untuk lebih jelasnya software ini ada didalam Gambar 2.5

dan Gambar 2.6

Gambar 2.5 Tampilan menu utama program SIEMENS TIA PORTAL V12 Sumber : (Siemens, 2012)

Gambar 2.6 Pembuatan ladder diagram pada SIEMENS TIA PORTAL V12 Sumber : (Siemens, 2012)

10

2.2.3 Pemrograman Ladder Diagram

Diagram tangga adalah metode pemrograman PLC yang paling sering

digunakan. Instruksi dapat dibagi menjadi bagian masukan yang menyatakan

kondisi dan keluaran yang akan dieksekusi apabila kondisi terpenuhi.

Pemrograman ini berbasis logika yang biasanya diterapkan terhadap relay, yang

kondisi masukan dan keluarannya hanya dua kondisi ON atau OFF, kontrol

konveyor, lift, dan motor-motor industri contohnya. Pada perkembangannya, PLC

yang ada sekarang sudah dilengkapi dengan masukan dan keluaran analog,

biasanya berupa tegangan 0-10 V atau arus 4-20 mA.

2.2.4 Fungsi logika dan instruksi dasar pada diagram tangga

Instruksi logika yang digunakan untuk pemrograman PLC ada beberapa

yang biasa digunakan :

Logika AND – Dapat dilihat Gambar 2.7, Logika AND untuk mendapatkan

keluaran bernilai 1 pada output maka Input A dan Input B keadaan ON

Gambar 2.7 Skema kerja logika AND Sumber : (Setiawan, 2006)

Logika OR – Dapat dilihat Gambar 2.8, Logika OR untuk input A dan Input B (

keduanya) ON, maka keluaran output ON (logika 1).

Gambar 2.8 Skema kerja logika OR Sumber : (Setiawan, 2006)

11

Logika NOT – Dapat dilihat Gambar 2.9. Input A akan aktif ketika tidak aktif,

kondisi input A disebut kontak NC (normally close)

Gambar 2.9 Skema kerja logika NOT Sumber : (Setiawan, 2006)

Logika NAND – Didalam Gambar 2.10 Logika Nand akan bekerja ketika input

A dan input B sedang tidak aktif

Gambar 2.10 Skema kerja logika NAND Sumber : (Setiawan, 2006)

Logika NOR – Di dalam Gambar 2.11 dapat dilihat skema kerja logika NOR

Gambar 2.11 Skema kerja logika NOR Sumber : (Setiawan, 2006)

Logika XOR – Output OR ketika salah satu atau kedua input kondisi 1. pada

situasi-situasi tertentu, dengan menggabungkan logika-logika NOT, AND, dan

OR seperti yang ada didalam Gambar 2.12.

12

Gambar 2.12 Ladder Diagram untuk logika XOR Sumber : (Setiawan, 2006)

2.2.5 Koneksi Antar Muka Sistem dengan Penimbangan

Sistem PLC yang digunakan untuk menjalankan perintah kerja

menggunakan logika-logika dasar untuk instruksinya, sistem antar muka dari

sebuah PLC ada yang membutuhkan modul untuk menerjemahkan masukan, baik

berupa sinyal maupun arus listrik yang masuk. Untuk koneksi antar muka sistem

dengan penimbangan, yang lebih ditekankan didalam penulisan dan penelitian ini

adalah proses dimana produk humus ini ditimbang per 1 kemasan plastik, dan

mengoptimalkan kerja dari sensor Loadcell. Untuk memperjelas dapat dilihat

dalam Gambar 2.13

Gambar 2.13 Koneksi Sensor ke Modul Hx711, Board Arduino, PLC Sumber : (arduino.cc, Siemensweb)

Untuk sensor Loadcell sendiri tidak bisa langsung menjadi input kedalam

PLC, harus ada penerjemah sinyal yaitu menggunakan modul yang dibuat untuk

sensor penimbangan ini, HX711 ini menjadi antar muka koneksi dari sensor

menuju sistem, untuk arduino berfungsi menentukan kalibrasi yang diberikan,

untuk mencapai batasan timbang yang ditentukan dari awal, setelah itu

memberikan perintah yang akan dikerjakan oleh PLC.

13

2.3 HMI (Human Machine Interface)

Adalah alat komunikasi antara manusia dengan sistem, dan juga alat untuk

menerjemahkan bahasa perintah yang diinstruksikan sebuah alat kontrol, untuk

menjalankan perintah kerja.

2.3.1 HMI SCHNEIDER MAGELIS GTO2300

Perangkat keras yang dapat mempermudah pengguna memonitoring dan

menjalankan perintah kerja, untuk spesifikasi dari HMI MAGELIS GTO2300

ditunjukkan didalam Gambar 2.14

Gambar 2.14 Spesifikasi HMI MAGELIS GTO2300 Sumber : (schneider-electric)

Pada HMI MAGELIS GTO2300 milik Schneider, untuk komunikasi yang

digunakan ada berberapa jenis, yaitu Port RS232, Port RS 485, dan USB, dan

daya yang dibutuhkan untuk menyalakan HMI ini sebesar 24VDC. Penampilan

HMI dilihat dalam Gambar 2.15

14

Gambar 2.15 Tampilan HMI tampak depan Sumber : (schneider-electric/magelis-gto/)

Pada tampilan depan HMI ini, tersedia tombol Touch Screen display dan

indikator Led yang ada di pojok kiri bawah.

Gambar 2.16 Tampilan HMI tampak belakang Sumber : (schneider-electric/magelis-gto/)

Untuk tampilan HMI tampak belakang yang ada didalam Gambar 2.15

tersidia port komunikasi yaitu USB1, RS232 di COM1, RS485 di COM2, dan

mini USB di USB2.Dimensi yang dimiliki HMI GTO2300 dalam Gambar 2.17

15

Gambar 2.17. Dimensi HMI GTO2300 Sumber : (schneider-electric/magelis-gto/)

2.3.2 Vijeo designer

Adalah sebuah program penampil HMI yang digunakan untuk mendesain

dan menvisualisasikan sebuah proses kerja, keadaan, kejadian, peristiwa, dan

proses berjalannya sebuah kegiatan kerja, Vijeo Designer adalah program HMI

bawaan dari Schneider,untuk tampilan menu utama program vijeo designer ada

didalam Gambar 2.18

Gambar 2.18 Tampilan menu utama Vijeo Designer

Sumber : (schneider-electric/magelis-gto/vijeo-designer/)

16

2.3.3 Koneksi Sistem HMI Terhadap Sensor Loadcell

Untuk penampil HMI pada penelitian ini, berfungsi menampilkan hasil

penimbangan apa sudah mencapai batasan bawah dan batasan atas yang

ditentukan sebelumnya, dengan sensor loadcell kali ini, peran HMI menampilkan

berat takaran humus per 1 kemasan plastik, dengan batas 5kg disetiap

kemasannya. Untuk penampilan koneksi sistem ada didalam Gambar 2.19

Gambar 2.19 Koneksi Penampil HMI terhadap Sistem PLC

Untuk koneksi penampil HMI terhadap sistem PLC membutuhkan bantuan

Raspberry untuk menerjemahkan bahasanya, karena kedua device berbeda brand

tipe, untuk HMI bermerk schneider sedangkan PLCnya Siemens, untuk proses

penampil penimbangan akan menampilkan 5kg ketika sensor loadcell memenuhi

batas yang ditentukan, maka sensor akan mengirmkan data ke arduino, dan pada

rangkaian yang terhubung ke arduino akan dipararel ke raspberry, sehingga

penampil HMI akan menampilkan berat yang mencapai batasan dari loadcell.

2.4 Brushed DC Motor

Motor dengan gerak arus searah (direct current). Motor Dc dibagi menjadi 2

yaitu :

1. Brushed DC Motor, atau yang disebut motor bersikat

2. Brushless DC Motor, atau yang disebut motor tanpa bersikat

Kedua motor ini mempunyai bagian Rotor yang berputar, dan stator yang

diam.

Perbedaan kedua jenis motor ini, untuk Brushed rotor mempunyai sifat

elektro-magnetik dan stator bersifat alami magnet, untuk Brushless hal ini

berkebalikan .Motor DC bersikat diperhatikan dalam Gambar 2.20

17

Gambar 2.20. Struktur motor DC bersikat Sumber : (Mouton, 2006)

2.5 Sensor load cell

Sensor ini disebut juga sensor mekanis, karena prinsip kerja sensor ini

berdasarkan perubahan gerak mekanis, yaitu tekanan. Untuk sensor ini sendiri

mempunyai 4 kabel, dimana 2 kabel berfungsi sebagai eksitasi dan lainnya

sebagai keluaran.Sensor ini juga disebut sebagai tranduser, karena gaya yang

bekerja dengan prinsip deformasi, akibat adanya perubahan gaya mekanik

menjadi sinyal listrik. Gambar 2.21 menunjukkan sensor loadcell yang digunakan

Gambar 2.21. Sensor load cell tipe shear FZ1439

Sumber : (http://www.ardu.dk/?product=fz1439-20-kg-vejecelle) Spesifikasinya Sensor load cell tipe FZ1439 didalam Tabel 2.1

Tabel 2.1 Spesifikasi sensor load cell FZ1439 Sumber : (http://www.ardu.dk/?product=fz1439-20-kg-vejecelle)

18

2.6 Arduino UNO

Board mikrokontroller yang didalamnya tertanam Atmega328, layaknya

mikrokontroller lainnya, Arduino ini mempunyai 14 pin digital I/O . Untuk

penampilan jelasnya didalam Gambar 2.22

Gambar 2.22 Device Arduino tipe UNO Board

Sumber : ( Data Sheet Uno & Front, n.d.)

2.7 Raspberry Pi 3 Model B

Adalah generasi ketiga Raspberry Pi. Raspberry merupakan komputer papan

tunggal atau yang biasa dipanggil (single-board circuit; SBC). Untuk lebih

jelasnya dapat dilihat didalam Gambar 2.23 model Raspberry yang digunakan,

dan untuk spesifikasi dari board Raspberry dapat dilihat didalam Gambar 2.24

Gambar 2.23 Single Board circuit Raspberry Pi 3 Model B Sumber : ( Data sheet Raspberry Lpddr & Bcm, 2016)

Spesifikasi Raspberry Pi dapat dilihat didalam Gambar 2.24

Gambar 2.24 Spesifikasi Single Board circuit Raspberry Pi 3 Model B Sumber : (Lpddr & Bcm, 2016)

19

2.8 Konveyor

Konveyor adalah alat yang memudahakan untuk proses pegangkutan

maupun perpindahan suatu barang atau bahan-bahan undustri yang berbentuk

padat, konveyor juga bisa dibilang sebagai alat transportasi barang yang

memudahkan dan meminimalis tenaga manusia untuk proses produksi, pemilihan

pemakaian konveyor antara lain tergantung pada :

1. Jumlah material yang diangkut.

2. Luasan Pemindahan material.

3. Arah tujuan dimana material dibawa.

4. Ketinggian.

5. Proses yang diinginkan selain pengangkutan.

6. Umur alat.

7. Harga.

8. Ukuran material (size), bentuk material (shape).

9. Sifat (properties).

2.9 Diesel Engine

Mesin pembakaran yang menggunakan bahan bakar solar, lebih spesifik

lagi, adalah mesin pemicu tekanan kompresi, diesel juga sebagai penggerak

dimana bahan bakar dinyalakan oleh suhu tinggi gas yang dikompresi. Mesin

diesel yang digunakan, ditampilkan dalam Gambar 2.25

Gambar 2.25. DONGFENG tipe R 180A Diesel Sumber : (http://dongfengindonesia.com/product)

Mesin diesel DONGFANG yang digunakan mempunyai spesifikasi yang

ada didalam Tabel 2.2

Tabel 2.2 Spesifikasi Mesin diesil DONGFENG tipe R 180 A 8HP Sumber : (http://dongfengindonesia.com/product)

20

Tenaga Maksimum 8 HP

Tenaga Kontiniu 7.5 HP

RPM 2600

Berat Bersih 70Kg

2.10 Motor induksi 1 Phase

Adalah motor listrik yang bekerja di jalur listrik AC atau arus listrik bolak-

balik, motor ini mempunyai putaran rotor yang berbeda dengan putaran statornya,

atau yang disebut Slip karena ada selisih putarannya.

Motor induksi 1 fasa biasanya digunakan sebagai penggerak peralatan yang

memerlukan daya yang rendah, dan kecepatan yang konstan. Karena motor

induksi 1 fasa memiliki kelebihan, kecepatan putar yang konstan terhadap

perubahan beban, dan konstruksi yang sederhana. Untuk lebih jelasnya ada

didalam Gambar 2.26

Gambar 2.26. Detail umum motor induksi 1 fasa Sumber : (Sinaga, 2011)

2.11 Motor DC 12V

Motor yang digunakan adalah motor yang dipakai untuk wipper mobil yaitu

motor DC WD 1160/1160B, dapat dilihat didalam Gambar 2.27, 2.28, 2.29, 2.30

Gambar 2.27 Motor DC WD 1160 Sumber : (Gearbox, n.d.)

21

Gambar 2.28 Dimensi Motor DC Sumber : (Gearbox, n.d.)

BLK High Speed RED Low Speed

Gambar 2.29 Grafik Motor DC Sumber : (Gearbox, n.d.)

Gambar 2.30 Data Penggerak Motor DC Sumber : (Gearbox, n.d.)