http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/

## MODUL PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER (PLC) BERBASIS ARDUINO SEVERINO
Aris Susanto 1 , Sunomo 2
1, 2 Jurusan Pendidikan Teknik Elektro FT UNY Email: aris.bjm007@gmail.com

## ABSTRACT
The aim of this research is to design and create module Programmable Logic Controller (PLC) using Arduino Severino with ATmega8 microcontroller thus saving cost. The method used is the design, which consists of several stages, namely: (1) analysis and  identification of  needs, (2) design tools (3) preparation equipment, and  (4)  testing  tool.  Testing  the  entire  machine  has  several  stages,  namely:  (1)  testing  a  series  of  Arduino Severino,  (2)  testing  the  module  inputs  and  outputs,  (3)  testing  menu  instruction  timer,  and  (4)  testing  menu instruction counter. Based on the test results it can be concluded that, namely: 1) The series of Arduino Severino used to work well, because the pins Arduino Severino function when given a logic 0 or 1; ( 2) Module inputs and outputs work well, because the lights off when given a logic 0 and the lights on when given a logic 1; (3) Menu instruction timer works well, because the timer had an average error rate of 1.54%, through measurements with a stopwatch, (4) Menu instruction counter works well, because all counters work according to the value input.

## Keywords : arduino severino, ladder diagram, PLC

## ABSTRAK
Tujuan dari penelitian ini untuk merancang dan membuat modul Programmable Logic Controller (PLC) menggunakan  Arduino  Severino  dengan  mikrokontroler  ATmega8  sehingga  hemat  biaya.  Metode  yang digunakan  adalah  rancang  bangun,  yang  terdiri  dari  beberapa  tahapan,  yaitu:  (1)  analisis  dan  identifikasi kebutuhan, (2) perancangan alat, (3) pembuatan alat, dan (4) uji coba alat. Pengujian keseluruhan alat memiliki beberapa tahapan, yaitu: (1) pengujian rangkaian Arduino Severino, (2) pengujian modul masukan dan keluaran, (3)  Pengujian  menu  intruksi  pewaktu  (timer),  dan  (4)  Pengujian  menu  intruksi  penghitung  (counter). Berdasarkan hasil  pengujian dapat  disimpulkan  bahwa:  (1) Rangkaian  Arduino  Severino  yang  dipakai  bekerja dengan baik, karena pin-pin Arduino Severino berfungsi ketika diberi logika 0 ataupun 1; (2) Modul masukan dan keluaran bekerja dengan baik, karena lampu mati ketika diberi logika 0 dan lampu menyala ketika di beri logika 1; (3) Menu intruksi pewaktu ( timer ) bekerja baik, karena pewaktu memiliki tingkat kesalahan  rata-rata 1,54%,  melalui  pengukuran  dengan  stopwatch;  (4)  Menu  intruksi  penghitung  ( counter )  bekerja  dengan  baik, karenabekerja sesuai nilai masukannya.
Kata kunci : arduino severino, diagram tangga, PLC

## PENDAHULUAN
Programmable  Logic  Controller (PLC) merupakan  suatu  peranti  yang  dibuat  sebagai pengganti  kumpulan  relai-relai  mekanik  yang digunakan  dalam  sistem  kendali.  PLC  banyak digunakan  sebagai  alat  kendali  di  industri. Banyaknya  industri  yang  menggunakan  alat  ini menyebabkan siswa/siswi di Sekolah Menengah  Kejuruan  (SMK)  dituntut  untuk memiliki kompetensi di bidang kendali otomasi
terutama  dalam  pengoperasian  PLC,  sehingga siswa/siswi  memiliki  modal  kompetensi  untuk bekerja di industri.
PLC yang digunakan sebagai alat kendali di  industri  tentunya  mahal  harganya.  Menurut sumber-www.belajarplc.com dan mitra pengusaha. indonetwork.co.id harga PLC terletak  pada  kisaran  2  juta  sampai  dengan  5 juta.  Mahalnya  alat  ini  menyebabkan  beberapa Sekolah  Menengah  Kejuruan  (SMK)  harus berpikir  ulang  untuk  membelinya.  Kalaupun
ada, biasanya hanya tersedia satu atau dua buah saja  sehingga  tidak  sebanding  dengan  jumlah siswa  yang  ada.  Hal  ini  tentu  akan  sangat kurang  efektif.  Sebenarnya,  perangkat  lunak simulasi PLC juga ada, tetapi siswa/siswi SMK akan  lebih  suka  dan  cepat  memahami  jika langsung  mempraktikkan  menggunakan  PLC. Hal  ini  menuntut  guru  di  sekolah  harus  bisa menyediakannya  dan  PLC  yang  disediakan harus  sesuai  dengan  yang  ada  di  industri,  baik dari  sisi  perangkat  keras  ( hardware )  maupun perangkat  lunak  ( software )  dan  dalam  bentuk modul  sehingga  mudah  dimengerti  oleh siswa/siswi.
Arduino  Severino  adalah  papan  dengan jalur  koneksi  Arduino  satu  sisi  ( single  sided ) versi  lama  dengan  koneksi  serial  RS232.  Versi terakhir (S3V3) dirancang oleh Adilson Akashi, dengan  penyempurnaan  di  sejumlah  bagian, baik  rangkaian  maupun  tata  letak  komponen pada PCB.
PLC merupakan pengontrol logika berbasis  mikroprosesor  yang  memanfaatkan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi-instruksi dan untuk mengimplementasikan fungsi-fungsi logika semisal  logika  kombinasional,  sekuensial, pewaktuan,  pencacahan  dan  aritmatika  guna mengontrol  mesin-mesin  dan  proses-proses. PLC  dirancang  untuk  dioperasikan  oleh  para insinyur yang hanya memiliki sedikit pengetahuan  tentang  komputer  dan  bahasa pemrograman. Perantinya dirancang sedemikian rupa  agar  tidak  hanya  para  pemrograman komputer  saja  yang  dapat  membuat  atau mengubah  program-programnya.  Oleh  karena itu,  para  perancang  PLC  telah  menempatkan sebuah  program  awal  di  dalam  peranti  (pre- program) yang memungkinkan program-
program
kontrol dimasukkan dengan menggunakan suatu bentuk bahasa
pemrograman  yang  sederhana  dan  mudah dimengerti.
Tujuan dari penelitian  ini antara lain: (1) mengetahui  spesifikasi  modul  PLC  berbasis Arduino  Severino,  (2)  mengetahui  unjuk  kerja modul PLC berbasis Arduino Severino.

## METODE
Dalam  perancangan  dan  pembuatan Modul Programable  Logic  Controller (PLC) berbasis  Arduino  harus  melewati  beberapa langkah  (tahapan).  Adapun  langkah  yang diambil  guna  merealisasikan  alat  tersebut adalah mengidentifikasi kebutuhan, menganalisis  kebutuhan  dari  alat  tersebut, seterusnya  merancang  dan  pembuatan  alat  dan yang  terakhir  yaitu  uji  coba  alat.  Sebuah  alat dinyatakan  berfungsi  dengan  baik  apabila  alat tersebut  dapat  bekerja  sesuai  yang  diharapkan. Diagram  alir  perancangan  dan  pembuatan  alat dapat  dilihat  pada  Gambar  1  dan  blok  diagram rangkaian pada gambar 2.
Gambar 1. Flowchart Perancangan dan Pembuatan Alat
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
Gambar 2. Blok Diagram Rangkaian
Tujuan  adanya  pengujian  adalah  untuk mengetahui  kebenaran  dan  mengetahui  kondisi dari  setiap  komponen,  alat  serta  hasil  dari  alat itu  sendiri  sehingga  nantinya  diperoleh  data yang  dapat  digunakan  untuk  mengambil kesimpulan  terhadap  alat  tersebut.  Langkah- langkah  sebelum  proses  pengujian  adalah sebagai berikut: (1) meyiapkan semua rangkaian, box akrilik, catu daya, connector usb downloader, handphone , led  dan  modul lampu;
(2) menguji pin-pin pada Arduino Severino; (3) merangkai dan menghubungkan masing-masing rangkaian  kedalam  box  akrilik  sehingga terbentuk  modul  PLC  Arduino  Severino;  (4) membuat  ladder  diagram  sesuai  dengan  tabel pengujian  alat;  (5)  menghubungkan  PC/Laptop dan Modul PLC Arduino Severino dengan
menggunakan kabel connector USB downloader;  (6)  menghubungkan  keluaran modul  PLC  Arduino  Severino  sesuai  dengan ladder diagram yang dibuat dengan menggunakan  kabel  penghubung  ( jumper );  (7) menghubungkan  modul  PLC  Arduino  Severino pada  sumber  AC  dari  PLN;  (8)  menjalankan alat  dan  melakukan  pengujian  sesuai  dengan tabel pengujian.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengujian dilakukan secara perblok, guna mempermudah pengambilan data pada alat tersebut. Adapun blok-blok yang akan diuji diantara lain adalah sebagai berikut:

## Pengujian Rangkaian Arduino Severino
Pengujian  rangkaian  Arduino  Severino dilakukan dengan cara menguji semua pin yang ada pada masing-masing port Arduino Severino dengan memasukkan program sederhana menyalakan LED. Pengujian ini untuk mengetahui  apakah  pin  di  Arduino  Severino berfungsi  dengan  baik  atau  tidak.  Pin  diberi logika  high  “1”  atau  LED  nyala,  setelah  itu diberi  logika  low  “0”  atau  LED  mati,  yang dilakukan  secara  bergantian.  Rangkaian  dan hasil pengujian pin-pin Arduino Severino dapat dilihat pada Gambar 3 dan Tabel 1.
Gambar 3. Rangkaian Pengujian Pin-Pin Arduino Severino

## Tabel 1. Hasil Pengujian Pin-Pin Arduino Severino
Dalam  pengujian  rangkaian  Arduino Severino ditentukan melalui dua kategori yaitu: (1) baik; (2) tidak baik. Hasil pengujian pin-pin Arduino  Severino  pada  tabel  1  di  atas menunjukkan  kategori  baik  karena  pin-pin Arduino berfungsi ketika diberi logika 0 atau 1, dengan  hasil  kategori  baik.  Dalam  pengujian kategori  dijelaskan  bahwa  (1)  dinyatakan  baik jika  pin-pin  Arduino  Severino  berfungsi  ketika diberi  logika  0  atau  logika  1;  (2)  dinyatakan tidak baik jika pin-pin Arduino Severino tidak berfungsi ketika diberi logika 0 atau logika 1.
Pengujian  Modul  Masukan  ( Input )  dan Keluaran ( Ouput )
Pengujian  modul  masukan  dan  keluaran dilakukan  dengan  cara  membuat  program tangga  ( ladder )  sederhana  seperti  ditunjukkan pada  gambar  4,  kemudian  di  kompilasi. Diagram  tangga  hasil  kompilasi  berupa  file dengan  extensi  hex  selanjutnya  dimasukkan ( download ) ke mikrokontroler dengan perangkat lunak ProgISP. Gambar 5 menunjukkan  rangkaian  masukan  dan  keluaran pada PLC Arduino Severino.
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
Gambar 4. Program Ladder Masukan dan Keluaran
Gambar 5. Rangkaian Masukan dan Keluaran pada PLC Arduino Severino
Tabel 2. Hasil Pengujian Modul Masukan dan Keluaran.
Hasil pengujian masukan/keluaran modul PLC  Arduino  Severino  pada  tabel  2  di  atas menunjukan  kategori  baik  karena  lampu  mati ketika diberi logika 0 (tombol push button tidak di tekan) dan lampu nyala ketika diberi logika 1 (tombol push button ditekan). Dalam pengujian kategori  dijelaskan  bahwa  sistem  dinyatakan baik  jika lampu  mati  ketika diberi  logika 0 dan lampu  nyala  ketika  diberi  logika  1  dan
dinyatakan  tidak  baik  jika  lampu  mati  jika diberi logika 0 dan 1.
Pengujian Menu Instruksi Pewaktu ( Timer ) Pengujian  pewaktu  (timer)  bertujuan melihat  kinerja  rangkaian  pewaktu  pada  PLC Arduino  Severino.  Pengujian  dilakukan  secara manual  dengan  menekan  stopwatch  pada telepon genggam (handphone) secara bersamaan dengan tombol masukan pewaktu.
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
Tabel 3. Hasil Pengujian Nilai Pewaktu ( timer )
Pengujian  menu  instruksi  pewaktu ( timer )  ditentukan  dengan  tiga  kategori yaitu:  (1)  baik;  (2)  cukup  baik;  (3)  kurang baik.  Hasil  pengujian  nilai  pewaktu  pada tabel  3  di  atas  menunjukkan  kategori  yang cukup  baik  karena  pewaktu  pada  PLC Arduino Severino memiliki tingkat kesalalahan  rata-rata  sebesar  2,6%  pada pewaktu  1  detik,  1,32%  pada  pewaktu  10 detik,  dan  0,69  pada  pewaktu  20  detik. Tingkat  kesalahan  rata-rata  untuk  semua pewaktu adalah 1,54%, waktu yang  hampir sesuai dengan stopwatch. Penyebab kesalahan pada pewaktu  imungkinkan pada penekanan  tombol  stopwatch  karena  dari hasil  data  kesalahan  yang  didapat  sangat kecil dan terdapat waktu yang sama. Dalam pengujian  kategori  dijelaskan  bahwa  1)
dinyatakan baik jiga memenuhi waktu yang sesuai  dengan  stopwatch,  2)  dinyatakan cukup  baik  jika  memenuhi  waktu  yang hamper  sesuai  dengan  stopwatch,  3) dinyatakan  kurang  baik  jika  memenuhi waktu yang tidak sesuai dengan stopwatch.
Pengujian  Menu  Instruksi  Penghitung ( Counter )
Pengujian  Menu  Instruksi  Counter bertujuan melihat apakah menu ini berfungsi dengan baik. Pada ladder diagram terdapat  beberapa  jenis  instruksi  counter yang  digunakan  yaitu:  (1)  Insert  CTU ( Count Up ); (2) Insert CTD ( Count Down ); (3) Insert CTC ( Count Circular ). Pengujian counter disajikan  pada  gambar  6  dan gambar 7.

## Gambar 6. Pengujian Count Up
Gambar 7. Pengujian Count Down
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/
Tabel 4. Hasil Pengujian Menu Instruksi Count Up dan Count Down
Pengujian  menu  instruksi  penghitung (counter)  ditentukan  dengan  tiga  katagori yaitu:  (1)  baik;  (2)  cukup  baik;  (3)  kurang baik.  Hasil  pengujian  menu  instruksi penghitung pada tabel 4 di atas menunjukkan  kategori  yang  baik  karena semua  penghitung  bekerja  sesuai  dengan nilai  masukan  penghitung  dan  hasil  di  atas memasuki  standar  kategori  baik.  Dalam pengujian di jelaskan bahwa: (1) dinyatakan baik  jika  counter  bekerja  sesuai  dengan
nilai  masukan  counter;  (2)  dinyatakan cukup  baik  jika  Counter  bekerja  hampir sesuai  dengan  nilai  masukan  counter;  (3) dinyatakan  kurang  baik  jika  Counter  tidak bekerja  sesuai  dengan  nilai  masukan counter.

## Hasil Pengujian Keseluruhan
Berdasarkan hasil pengujian keseluruhan  dari  PLC  Arduino  Severino didapatkan hasil seperti pada tabel 5.

## Tabel 5. Hasil Pengujian Keseluruhan Modul PLC Arduino Severino

## SIMPULAN
Setelah  melakukan  pengujian  dan  analisis, maka  dapat  diambil  kesimpulan  tentang sistem  kerja  dari  sistem  yang  telah  dibuat, sebagai berikut:
Spesifikasi  alat  sebagai  berikut:  (1) catu  daya  dengan  tegangan  5-12  Vdc;  (2) jumlah  masukan  8  buah  (Push  Button)  dan keluaran  8  buah  (relay);  (3)  tegangan keluaran  220  volt  bolak-balik;  (4)  bahasa pemrograman menggunakan diagram tangga  ( ladder  diagram );  (5)  PLC  yang dibuat  menggunakan  Arduino  Severino dengan  mikrokontroler  ATmega8;  (6) pengunduhan  ( downloader )  menggunakan mikrokontroler  ATmega8;  (7)  memiliki menu-menu  instruksi  contacts,  coil,  timer dan  reset  timer/counter.  Untuk  memasukan Bahasa pemrograman di dalam  modul PLC Arduino  Severino,  diperlukan  aplikasi progisp dan kabel USB.
Uji keseluruhan alat ini menunjukkan  bahwa  semua  sistem  dan komponen  dapat  bekerja  sesuai  dengan fungsinya,  yakni;  (1)  rangkaian  Arduino Severino yang dipakai bekerja dengan baik, karena  pin-pin  Arduino  Severino  berfungsi ketika diberi logika 0 ataupun 1; (2)  modul masukan  dan  keluaran  PLC  Arduino Severino  bekerja  dengan  baik  sesuai harapan,  karena  lampu  mati  ketikaiberi logika 0 (tombol push button tidak ditekan) dan  lampu  menyala  ketika  di  beri  logika  1 (tombol push  button ditekan);  (3)  Menu instruksi  pewaktu  bekerja  baik,  karena pewaktu  pada  PLC  Arduino  Severino memiliki tingkat kesalahan rata-rata 1,54%, waktu  yang  hampir  sesuai  dengan  waktu stopwatch;  (4)  Menu  intruksi  penghitung bekerja dengan baik, karena semua penghitung  bekerja  sesuai  nilai  masukan penghitung.
http://journal.uny.ac.id/index.php/jee/

## DAFTAR RUJUKAN
Ahmad,  Jayadin.  2007. Electronic  book- Elektronika Dasar . Diambil pada tanggal 20 Juli 2015, dari http://roby.c.staff.gunadarma.ac.id. Anonim.  Harga  PLC.  Diakses  pada  tanggal  19 Agustus 2015, dari http://www.belajarplc.com/hargaplc.html . Anonim. Harga PLC. Diambil pada 19 Agustus
2015, dari
http://mitrapengusaha.indonetwork.co.id.
Artanto,  Dian.  2009. Merakit  PLC  dengan Mikrokontroler . Yogyakarta: Elex Media Kompetindo.
Artanto,  Dian.  2009. 60  aplikasi  PLC  mikro .
Yogyakarta: Elex Media Kompetindo.
Atmel.  2011. 8-bit  AVR  Microcontroller  with 32Kbytes In-System Programmable Flash . San jose, USA: Atmel Corporation.
Jonathan, Westhues. Ladder Logic for PIC and AVR .  Diambil  pada  tanggal  15  Oktober 2015, dari http://cq.cx/ladder.pl.
Maryadi, Totok Heru Tri. Programmable Logic Controller(PLC), http://www.docstoc.com/docs/160492270 /PLC-TEORI.  Diambil  pada  tanggal  15 Oktober 2014.
N,  Wijaya  Widjanarta.  2006. Teknik  Digital . Yogyakarta: Erlangga.
Santoso,  Hardi.  2012. Mengenal  ATMega8 . Diambil  pada  tanggal  15  Oktober  2014, dari
http://hardi- santosa.blog.ugm.ac.id/2012/07/03/meng enalatmega8-3/.
Tim  Arduino.  2015. Arduino  Single-Sided Serial Board (version 3). https://www.arduino.cc/en/Main/Arduino BoardSerialSingleSided3. Diambil tanggal 15 Oktober 2014.
Tim  UNY.  2006. Modul  Mata  Kuliah Pemprograman  Komputer .  Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta.
Utama, Sakti Pradika. 2015. Modul Progtammable  Logic  Controller  (PLC) Berbasis  ATMega32 .  Proyek  Akhir. Yogyakarta: Universitas Negeri Yogyakarta.