## SMART IO PLC BERBASIS IOT MENGGUNAKAN
MIKROKONTROLER ESP 32
1 Muh Dafa Bramasta, 2 Rini Puji Astutik, 3 Hendra Ari Winarno
123 Program Studi S1 Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Gresik
1 dafabramasta4@gmail.com , 2 astutik_rpa@umg.ac.id, 3 hendra.ari.winarno@umg.ac.id
Abstract So far, we generally control PLCs in the industrial world manually by pressing physical buttons directly on the PLC. This can waste  time  because  you  have  to  control  the  PLC  manually.  This research  makes  it  easier  for  users  to  control  the  PLC  using  the Internet of Things method so that it can be time efficient and simple. And  this  can  be  applied  to  any  type  of  PLC  because  it  will  be monitored  remotely  using  a  smartphone  connected  to  the  ESP  32 microcontroller and  it  can be  connected  via  cellphone  via WiFi or Bluetooth  and  you  can  also  develop  tools  from the  PLC  controller via an HMI that has been set to monitor the PLC. without having to spend  more  money  to  buy  the  latest  PLC  because  it  can  be  more effective and efficient, especially with a wider reach because  it can also be applied in the industrial world such as factories with much more  regular  supervision  because  the  PLC  control  buttons  can  be seen directly from the HMI screen. This tool has succeeded in getting input  that  has  been  obtained  from  the  ESP32  microcontroller  by using sensors as input and the output from the ESP 32 becomes PLC input with the green light indicator on.
Keywords — Monitoring, IoT, PLC.
Abstrak  Selama  ini  kita  melakukan  pengontrolan  pada  PLC pada  umumnya  di  dunia  industri  adalah  dengan  cara  manual dengan menekan tombol fisik secara langsung pada PLC. Hal ini dapat  membuang  waktu  karena  harus  mengontrol  PLC  secara manual, dengan adanya penelitian ini agar bisa mempermudah si penggunanya untuk mengontrol PLC dengan metode Internet Of Things agar bisa efisiensi terhadap waktu dan simpel. Dan ini bisa diterapkan  kepada  PLC  type  apapun  karena  akan  dimonitoring jarak jauh dengan menggunakan smartphone yang dikoneksikan kepada  mikrokontroler  ESP  32  dan  itu  bisa  terhubung  melalui ponsel lewat wifi ataupun bluetooth dan juga bisa mengembangkan  alat  dari  pengontrol  PLC  melalui  HMI  yang sudah  di  setting  untuk  memonitoring  PLC  tersebut  tanpa  harus mengeluarkan  dana  lebih  untuk  membeli  PLC  terbaru  karena bisa lebih efektif dan efisien, apalagi dengan jangkauan yang lebih luas karena bisa juga diterapkan di dunia industri seperti pabrik dengan  pengawasan  yang  jauh  lebih  teratur  karena  tombol pengontrol  PLC  bisa  dilihat  langsung  dari  layar  HMI  tersebut. Alat ini berhasil mendapatkan inputan yang telah didapatkan dari mikrokontroler  ESP32  dengan  menggunakan  sensor  sebagai inputanya  dan  output  dari  esp  32  menjadi  inputan  PLC  dengan indicator lampu warna hijau menyala.
Kata Kunci—Monitoring, IoT, PLC.

## I. Pendahuluan
Pesatnya  perkembangan  bidang  otomasi  membuka peluang  dalam  menciptakan  proses  otomasi  industri  agar didapatkan  hasil  produksi  yang  lebih  efisien,  cepat  dan  tepat. Penggunaan sistem otomasi diharapkan mengurangi kesalahan
yang  dilakukan  oleh  operator.  Penggunaan  PLC  dapat mengurangi  jumlah  interkoneksi  dengan  kabel  seperti  yang digunakan pada alat konvesional [1]
PLC sendiri merupakan singkatan dari Programmable Logic  Controller artinya  adalah  suatu  mikroprosesor  yang digunakan  untuk  otomasi  proses  dalam  industri  sama  halnya seperti pengawasan dan pengontrolan mesin di jalur perakitan atau Pabrik [2]. PLC memiliki perangkat masukan dan keluaran yang digunakan untuk berhubungan dengan berbagai perangkat luar  seperti  Sensor,  Relay,  Magnetic  Contactor,  dan  lainya. Bahasa  pemograman  yang  digunakan  untuk  mengoprasikan PLC  itu  berbeda  dengan  bahasa  pemograman  biasa.  Bahasa yang digunakan adalah Ladder, yang hanya berisi input-proses- output.  Disebut  Ladder  karena  memang  tampilan  bahasa pemogramanya seperti tampiln tangga [3]
Lalu untuk sistem kontrol pada Programmable Logic Controller  dibuatlah  suatu  penelitian  ini.  Pada  penelitian  ini dibuat  Internet  of  Things  menggunakan  ESP32  untuk mengontrol suatu sistem jarak jauh dengan menggunakan IoT dan  diterapkan  pada  suatu  sistem  berbasis  mikrokontroler. Menurut [4] Internet of Things (IoT) adalah skenario dari suatu objek  yang  dapat  melakukan  suatu  pengiriman  data/informasi melalui jaringan tanpa campur tangan manusia [5] Objek-objek fisik  ini  dapat  berupa  perangkat  elektronik  seperti  sensor, kamera,  lampu,  mesin,  dan  peralatan  lainnya  yang  terkoneksi melalui jaringan internet dan dapat saling berkomunikasi untuk bertukar  informasi  dan  melakukan  tindakan  berdasarkan informasi yang diperoleh Dengan menghubungkan objek-objek ini  ke  internet,  IoT  memungkinkan  pengumpulan  data  yang lebih akurat, pemantauan yang lebih efisien, dan pengambilan keputusan yang lebih cepat dan tepat [6]
Disisi lain penelitian ini juga dilakukan pengembangan  alat  pada  sistem  IoT  yang  diterapkan  melalui Programmable  Logic  Controller  PLC.  Agar  bisa  lebih  mudah untuk  memonitor  PLC  melaui  smartphone  dan  bisa menampilkan  tampilan  melalui  HMI  [7]  Dengan  hanya menambahkan  variasi  komponen  seperti  ESP  32  tanpa  harus mengupgrade  PLC  tersebut  agar  lebih  efisien  dan  tidak  harus mengeluarkan dana yang lebih untuk membeli PLC type terbaru [8]

## II. Metode Penelitian
Merupakan  gambaran  atau  tahapan  –  tahapan penelitian yang akan dilakukan, alur metodelogi  penyelesaian tugas  akhir  ini  dapat  digambarkan  dalam  flowchart  pada gambar.
Gambar 1. Flowchart Penelitian

## .
2.1 Perancangan  Sistem
Pada  proses  ini  adalah  sebuah  kumpulan  proses Flowchart sistem  yang telah tersedia  pada gambar dibawah ini Gambar berikut .
Gambar 2. Flowchart Sistem
Pada flowchart sistem bisa mejelaskan bahwa alur dari sistem  kerja  kontrol  inpu  output  pada  PLC  dengan memonitoring  melalui HMI. Dan langkah langkah kerja sistem seperti  berikut.  1.  Power  dinyalakan  2.  Input  dari  WEB  HMI terhubung  ke  ESP  32  3.  Setelah  melalui  proses  dari  ESP  32 terhubung ke Relay 4. Untuk Output nya dari Relay terhubung ke PLC 5. Jika Relay dinyalakan maka tampilan monitor pada HMI menyala.
Gambar 3. Perancangan Sistem Desain Rancangan Hardware dirancang pada penelitian  ini  yang  dilakukan dalam  bentuk  penyambungan semua komponen dari PLC ke ESP32 berdasarkan sistem yang telah didesain sehingga dapat connect. Dapat dijelaskan bahwa pemasangan  Hardware  dan  semua  komponen  yang  berjalan sesuai desain  sistem didalamnya,  yang  sudah terdapat pin-pin untuk  terconnect  kesemua  komponen  dari  mulai  PLC  sampai ESP  32.  Dimana  dengan  semua  komponen  yang  sudah terhubung dengan HMI bisa memonitoring PLC dari jarak jauh tanpa harus melakukan controlling secara langsung. 2.2 Design Rancang Hardware
Desain Rancangan Hardware dirancang pada penelitian  ini  yang  dilakukan  dalam  bentuk  penyambungan semua komponen dari PLC ke ESP32 berdasarkan sistem yang telah didesain sehingga dapat connect bisa dilihat pada Gambar 3.
Gambar 4.  Design Hardware Dari Gambar 4 dapat dijelaskan bahwa pemasangan Hardware dan  semua  komponen  yang  berjalan  sesuai  desain  system didalamnya,  yang  sudah  terdapat  pin  –  pin  untuk  terconnect kesemua  komponen.Dari  mulai  PLC  Programmable  Logic Controller  sampai  ESP32.  Dimana  dengan  semua  komponen yang sudah terhubung dengan Smartphone bisa memonitoring PLC  Programmable  Logic  Controller  dari  jarak  jauh  tanpa harus melakukan  controlling  secara manual,  dengan smartphone yang terhubung melalui Bluetooth.

## III. Hasil dan Pembahasan
Setelah
melaksanakan uji coba berupa pengimplementasian secara langsung dengan  menggabungkan software dan hardware. Langkah selanjutnya yaitu dilaksanakan pengujian alat dan system yang akan dipakai.

## 3.1 Perancangan Wiring Diagram Komponen
Pada  tahapan  ini  penulis  memulai  dengan  perencanaan project yang sesuai tahapan pada Gambar 2. Kemudian penulis menyiapkan  komponen  yang  akan  digunakan  pada  penelitian ini  apakah  sesuai  fungsinya  atau  tidak.  Pada  penelitian  ini komponen  yang  digunakan  diantara  lain  ada  power  supplay untuk  support  power  ESP32  yaitu  5  volt,  mcb  2A  untuk pengaman peralatan, PLC Zelio sebagai object pada penelitian ini, ESP32 sebagai  mikro kontroler untuk  mendapatkan  hasil; pada penelitian ini dan HMI sebagai monitoring.
Gambar 3. Penginstalan software dan hardware

## 3.2. Perancangan Software
Pada  tahapan  ini  penulis  mernacang  software  guna untuk memprogram hardware apakah sesuai dengan fungsinya atau tidak. Fungsi dari pemrograman ini untuk mengendalikan hardware sesuai apa yang dinginkan oleh penulis.
Gambar 5. Proses pembuatan menu HMI

## 3.3 pengujian ESP32 terhadap PLC Zelio
Pengujian  pertama  yaitu  menguji  smart  input  yang  di sambungkan  ke  Zelio.  Esp  32  sebagai  mikrokontroller  yang menghasilkan input yang akan di sambungkan ke Zelio untuk menjadi input program. ESP 32 menggunakan power DC 5volt sedangkan Zelio membutuhkan power 220 VAC maka dari itu diperlukannya power Supplay untuk menyuplay power DC.
Gambar 6. ESP 32
Mikrokontroler  ESP32  adalah  mikrokontroler  yang dikembangkan  oleh  Espressif  System  [9].  Mikrokontroler  ini terintegrasi dengan modul Wifi dan dual mode Bluetooth dalam bentuk Chip, sehingga sangat mendukung dalam pengaplikasian Internet of Things (IoT) [10]. Di desain sebagai perangkat  Mobile,  mudah  digunakan  serta  media  untuk mengaplikasikan  IoT,  ESP32  mencapai  konsumsi  daya  yang sangat  rendah  melalui  fitur  hemat  energi  termasuk  resolusi clock gatting yang baik, mode daya yang bervariasi [11] .
Gambar 7. PLC Zelio Menurut [12] Programmable Logic Controller adalah sistem elektronik  yang  beroprasi  Secara  digital  dan  di  desain  untuk pemakaian  wilayah  pabrik  atau  dunia  indusri.  PLC  yang digunakan  pada  penelitian  ini  adalah  PLC  jenis  Zelio.  PLC Zelio merupakan produk PLC uang diproduksi oleh scheneider electric yang berfungsi sebagai main kontroler yang memproses sinyal  masukan  untuk  selanjutnya  diteruskan  ke  perangkat keluaran  [13] . dimana  sistem  ini  menggunakan  memori  yang dapat  diprogram  untuk  penyimpanan  secara  internal  intruksi- intruksi yang mengimplementasikan fungsi-fungsi yang sangat spesifik  seperti  logika,  urutan,  perwaktuan,  perpecahan,  dan operasi aritmatik untuk mengontrol mesin atau proses melalui modul IO digital bahkan maupun analog [14].

## 3.4 Pengujin Keseluruhan
Output  dari  penulisan  ini  yaitu  bagaimana  cara  membuat input maupun output pintar pada PLC agar bisa di monitoring melalui HMI. Langkah pertama yaitu mencoba mikrokontroler ESP32  untuk  membuat  software  melalui  aplikasi  Arduino IDEA  yang  akan  digunakan  sebagai  inputan  PLC.  Kemudian output dari mikrokontroler ESP 32 dimasukkan ke inputan relay DC  5volt  untuk  menyalakan  relay,  dan  output  relay  untuk mengoprasikan PLC sebagai inputan. Kelebihan menggunakan smart  input  dan  output  yaitu  untuk  mempermudah  pekerjaan yang  dapat  di  monitoring  melalui  HMI.  Selain  memonitoring menggunakan  HMI  bisa  juga  menggunakan  Android dikarenakan ESP32 memilik fitur wifi dan Bluetooth yang bisa disambungkan ke android [15] .

## Gambar 8. pengimplementasian komponen

## IV. Kesimpulan
Kesimpulan yang didapatkan setelah melaksanakan implimentasi  dari  penelitian  dengan  judul  “ Smart  IO  PLC Berbasis IoT Menggunakan Mikrokontroler ESP32 ” yaitu :
1. Sistem kerja dari perangkat ini yaitu dapat berjalan dengan baik  memanfaatkan  dari  outputan  ESP  32  yang  akan dipakai  sebagai  inputan  PLC.  Apabila  esp  menyala  dan bekerja  sesuai  pemgodingan  yag  dibuat  akan  mengirim sinyal ke PLC dan HDMI.
2. Alat ini berfungsi sesuai dengan harapan penulis dengan mendapatkan  inputan  dan  outputan  yang  dapat  di monitoring melalui HMI agar memudahkan pengontrola

## V. Daftar Pustaka
[1]  M.  Budiyanto  And  K.  Prisda  Oetari  Sihombing, “Desain  Dan  Implementasi  Programmable  Logic Controller  Zelio  Soft2  Pada  Proses  Otomasi  Industri
Pengepakan,” Jurnal  Teknologi  Dan  Vokasi ,  Vol.  1, No. 1, Pp. 63–67, Jan. 2023, Doi: 10.21063/Jtv.2023.1.1.9.
[2]  T. U. Syamsuri, R. N. Amalia, And A. Imron, “Rancang Bangun  Alat  Monitoring  Daya  Listrik  Di  Asrama Berbasis Web Menggunakan Esp32”.
[3]  D.  Yuhendri,  “Penggunaan  Plc  Sebagai  Pengontrol Peralatan Building Automatis,” 2018.
[4]  A.  Wiesesha  And  A.  Ridhoi,  “Rancang  Bangun Monitoring  Listrik  Pada  Rumah  Berbasis  Iot Menggunakan Esp32.”
[5]  D.  Nopandri  Saputra Et  Al. , “Analisa  Sensor Infrared Pada Alat Sortir Otomatis Berdasarkan Tinggi Dengan Sistem Kendali Software Hmi Haiwell Scada Berbasis Plc Outseal,” Ijccs , Vol. X, No.X, Pp. 1–5.
[6]  P. Sitompul, “Analisis Penggunaan Teknologi Internet Of Things (Iot) Dalam Meningkatkan Efisiensi Energi Di Lingkungan Perkotaan,” Cyberarea.Id , 2023.
[7]  Y.  Hermawan,  “Rancang  Bangun  Kamera  Portabel Pemantau  Ruang  Brankas  Berbasis  Iot  Menggunakan Esp-32 Camera,” 2023.
[8]  F. A. Putri, S. W. Jadmiko, And S. Yahya, “Prosiding The 12 Th Industrial Research Workshop And National Seminar  Bandung,”  2021.  [Online].  Available: Http://Things.Ubidots.Com/Api/V1.6/Devices/Esp32,
[9]  A.  E.  Wijaya,  R.  Bani,  And  S.  Sukarni,  “Sistem Monitoring Kualitas Air Mineral Berbasis Iot (Internet Of  Things)  Menggunakan  Platform  Node-Red  Dan Metode  Saw  (Simple  Additive  Weighting),” Jurnal Teknologi  Informasi  Dan  Komunikasi  Stmik  Subang , 2019.
[10]  W.  Sasra  Yanti,  “Rancang  Bangun  Alat  Pemisah Sampah Cerdas Berbasis Iot (Internet Of Things),” Vol. 4, No. 2, 2023, Doi: 10.24036/Jtein.V4i2.420.
[11]  R. Raihan Fadilla Et Al. , “Sistem Monitoring Inkubator Bayi  Multifungsi  Dengan  Fototerapi  Dan  Ayunan Mekanis  Berbasis  Esp32.”  [Online].  Available: Https://Jurnaleeccis.Ub.Ac.Id/
[12]  A. A. Rafiq, “Optimalisasi Smart Relay Zelio Sebagai Kontroler Lampu Dan Pendingin Ruangan,” Vol. 8, No. 2, 2017.
[13]  A.  Ferdiansyah Et  Al. ,  “Rancang  Bangun  Sistem Pencahayaan Otomatis Berbasis Pemrograman Ladder Plc  (Programmable  Logic  Controller)  Zelio,” Teknologi Elektro , Vol. 15, No. 2, 2016.
[14]  M.  Y.  Irawan,  “Perancangan  Kendali  Motor  Listrikk Berbasis Smart Relay (Zelio),” Vol. 8, 2021.
[15]  S. W. Jadmiko, A. R. A. T. Tahtawi, And A. Mundar, “Aplikasi  Jurnal  Komunikasi  Master  Slave  Pada Simulator  Input-Output  Berbasis  Multi  Plc-Hmi,” Seminar Nasional Teknik Elektro , 2019.