## PEMBUATAN PURWARUPA ALAT PENGATUR OTOMATIS PADA TANGKI AIR MENGGUNAKAN SENSOR ULTRASONIK HC – SR04 BERBASIS PLC SR3B101BD
Budi Santosa 1 , Hariyadi 2
Program Studi Teknik Elektro, Universitas Muhammadiyah Sumatera Barat 1,2 budisantosa@umsb.ac.id 1 , hariefamily@yahoo.co.id 2
DOI: http://dx.doi.org/10.31869/rtj.v2i2.1379
Abstraks: Pada saat jaman sekarang pada abad terkini, hampir semua sistem tidak lagi dikendalikan secara manual, melainkan secara otomatis. Penggunaan tenaga manusia dipermudah dengan peralatan yang  menunjang  hampir  seluruh  aspek  pekerjaan,  dan  pada  jurnal  ini  akan  dibahas  bagaimana membuat  sistem  kontrol  level  cairan  secara  otomatis.  Yang  akan  memberikan  manfaat  untuk kemudahan dalam melakukan pekerjaan. Seperti pada industri, hotel dan fasilitas publik lainya, yang membutuhkan ketersediaan air secara terus menerus untuk melayani pelanggan. serta dapat digunakan untuk memperluas wawasan bagaimana sebuah sistem yang bekerja secara waktu sebenarnya Kata Kunci : kinerja alat, sistem, otomatis, kontrol.
Abstract: in  the  present  time  in  the  current  century,  almost  all  systems  are  no  longer  manually controlled,  but  automatically.  The  use  of  human  labor  is  facilitated  by  tools  that  support  almost  all aspects  of the  work,  and  in  this jurnal  will  be  discussed  how to create  a liquid level  control  system automatically. Which will provide benefits for ease of doing the job. As in industry, hotels and other public facilities, which require continuous water availability to serve customers. And can be used to broaden the horizons of how a system works in real time Keywords : tool peformance, system, automatic, control

## PENDAHULUAN
Dalam  sebuah  industri,  perhotelan  dan berbagai  fasilitas  publik  penggunaan  tangki banyak  digunakan  untuk  memenuhi  kebutuhan proses produksi. Tangki tidak hanya digunakan sebagai  media  penyimpanan  tetapi  juga digunakan untuk menjaga kelancaran ketersediaan  cairan  yang  diperlukan  selama proses produksi berlangsung.
Pentingnya  penggunaan  tangki  tersebut mengharuskan  tangki  berada  pada  ketinggian normal      agar      proses      produksi      tidak terganggu.      Hal      tersebut  menimbulkan permasalahan  yaitu  pekerja  harus  memonitor ketinggian  air  secara  terus  menerus,  tentu saja dalam proses monitoring yang dilakukan berulangkali menghabiskan banyak  waktu  dan  membutuhkan  tenaga ekstra pekerja. Untuk mengatasi permasalahan  tersebut,  dibutuhkan  sebuah teknologi  pengendali      jarak      jauh      yang dapat   memudahkan   pekerja   dalam   proses monitoring secara real time
Seiring  dengan  berjalannya  waktu, teknologi  yang  merupakan  buah  dari  ilmu pengetahuan    semakin    berkembang    pesat. Di    dalam    dunia    industri,  perhotelan  dan fasilitas  publik,  teknologi  sangat  besar
pengaruhnya, terutama pada bidang otomasi Otomasi  sangat  diminati  karena  dapat menjamin  kualitas  produk  yang  dihasilkan, memperpendek waktu produksi, dan mengurangi biaya untuk tenaga kerja manusia Dari permasalahan yang muncul tersebut  maka  munculah  ide  penulis  untuk memonitor  tingkat  cairan  ( liquid  level )  pada tangki  secara  otomatis,  dalam  sistem  kontrol level  cairan  ( liquid  level  control )  ini  dapat menjamin  kontinuitas  persediaan  air  dalam sebuah  tanki  yang  digunakan  pada  industri, perhotalan dan fasilitas publik lainnya. Dengan dukungan Programmable Logic Control ( PLC )  proses  monitoring  dan  pengendalian  sistem akan  sangat  dimudahkan,  karena  dalam prosesnya sistem bekerja melakukan pengambilan  data  secara  sebenarnya  ( real time ) untuk  digunakan  kembali  pada  proses berikutnya  secara  kontinu,  dan  dengan tampilan  di  layar  (  display  )  yang  akan memudahkan untuk mengetahui hasil data dari level air yang berada pada tanki.
Rumusan masalah yang dapat dirumuskan  dari  permasalahan  diatas  adalah bagaimana  menciptakan  sebuah  sistem  kontrol level  cairan  ( Liquid  Level  Control )Otomatis yang  dapat  memudahkan  pekerja  dalam  poses
monitoring  data  pengendalian  sistem  secara sebenarnya ( real time )serta dapat mengurangi kemungkinan  terjadinya  kesalahan  pekerja  ( human error )
Tujuan dan kontribusi penelitian ini adalah
a. Memaparkan kinerja PLC sebagai pengendali sistem kerja peralatan
b. Memaparkan  keefektifan  dan  keefesienan pemanfaatan  sistem  automatis  on/off  pada mesin  pompa  air  menggunakan  indikator lamp buzzer dan sensor ultrasonik

## DASAR TEORI
Sistem kontrol telah menunjukkan peranan  yang  sangat  penting  dalam  berbagai kehidupan  manusia.  Perkembangannya  meluas dari  yang  pada  awalnya  hanya  berupa  kontrol manual  kini  beberapa  diantaranya  telah  dapat digantikan  oleh  kontrol  otomatis  (  otomasi  ). Istilah otomasi ini digunakan untuk mendeskripsikan  operasi  atau  kontrol  otomatis dari sebuah proses.
Dalam  zaman  sekarang,  semua  serba praktis  dan  modern,  penggunaan  sistem otomasi terus menerus mengalami peningkatan. Ada  kalanya  proses  kini  tidak  memerlukan tenaga  manusia  sehingga  kontrol  otomasi terhadap  mesin  menjadi  bahagian  yang  vital. Keuntungan dari kontrol semacam ini mencakup  konsistensi  produk  yang  lebih  baik, berkurangnya  biaya  produksi  dan  tingkat keamanan  dan  tingkat  keselamatan  yang  lebih tinggi.
Secara sederhana, sistem kontrol merupakan usaha atau perlakuan terhadap suatu sistem dengan masukan tertentu guna mendapatkan  keluaran  sesuai  dengan  yang diinginkan.  Selain  itu,  sistem  kontrol  dapat didefenisikan  pula  sebagai  hubungan  timbal balik antara elemen – elemen yang membentuk suatu  konfigurasi  sistem  yang  memberikkan suatu hasil berupa respon yang dikehendaki
Sistem liquid level control menggunakan PLC  ini  diidukung  oleh  arduino,  sensor ultrasonik  HC-SR04  dan  lampu  pilot  sebagai indikatornya,  pada  sistem  ini  pompa  air  akan dibuat  bekerja  otomatis  sesuai  dengan  perintah yang diterima melalui PLC.

## Metode Penelitian
Start Ultrasonik Membaca Ketinggian air Ketinggian air >= 45 cm PLC menghidupkan Pompa air Menerima data Ultrasonik Gambar 1. Kondisi Pompa Hidup Start Ultrasonik Membaca Ketinggian air Ketinggian air <= 20 cm PLC Mematikan Pompa air Menerima data Ultrasonik
Gambar 2. Kondisi Pompa Mati Di  atas  tangki  air  terdapat  sensor ultrasonik  yang  berfungsi  untuk  mengukur jarak  ketinggian  air  yang  berada  dalam  tangki, cara kerjanya cukup mudah dimana sensor akan menembakan  sinyal  ke  arah  air  yang  berada dalam  tangki,  dan  air  akan  memantulkan kembali  sinyal  tersebut.  Sinyal  yang  diterima oleh  sensor  ultrasonik  akan  diteruskan  ke arduino,  dimana  arduino  yang  telah  diprogram akan menentukan ketinggian level air berdasarkan  tegangan  yang  diterima  dari sensor,  arduino  berfungsi  untuk  menaikan tegangan  untuk  di  supply  ke  PLC,  dengan menggunakan  teknik  analog,  arduino berfungsi untuk  menentukan  mana  pin  yang  akan  diberi sinyal HIGH atau LOW , PLC sendiri berfungsi untuk menentukan apakah mesin akan dihidupkan  atau  dimatikan  secara  otomatis
sesuai ketinggian air yang berada dalam tangki dan tegangan yang dikirimkan dari pin arduino. Penentuan  ini  pun  didasarkan  dari  tegangan yang  diterima  dari  arduino,  prinsip  kerjanya seperti gerbang OR, dimana jika salah satu pin bernilai  1  dan  pin  lain  bernilai  0  atau
sebaliknya,  maka  PLC  akan  bekerja  sesuai program yang telah dirancang
Tabel 1. Alat yang digunakan dalam pembuatan system NO NAMA ALAT JUMLAH 1 Multitester 1 2 Potensio 1K, 10k, 50k 5 3 Voltmeter Digital 1 4 Amperemeter digital 1 5 Obeng ( + ) dan ( - ) 1 6 Gergaji 1 7 Gunting 1 8 Solder 1 9 Spidol 1 10 Amplas Secukupnya 11 Glue Gun 1 Tabel 2. Bahan yang digunakan NO NAMA BAHAN JUMLAH SATUAN 1 PLC Schanider Electric Zelio SR3 B101BD 1 Unit 2 Sensor Ultrasonik HC - SR04 1 Unit 3 Arduino UNO 1 Unit 4 LCD LMB162AFC 2x16 1 Unit 5 LED MERAH 4 Buah 6 SKUN Y 25 Buah 7 Power Supply 24 Volt S-150-24 1 Unit 8 Relay ZN MYN 24 Volt 1 Buah 9 Relay XHONG 24 VDC 30 Buah 10 TIP 41 5 Buah 11 TIP 42 5 Buah 12 IC 7809F 1 Buah 13 Kabel  Visicom 2 x 0,75 mm 2 1 Meter 14 Kabel kabel metal 2.5 mm 2 5 Meter 15 MH Real Time Clock Module 1 Unit 16 Fuse 3 Buah 17 Kabel Jumper 20 Pcs 18 Selang 3 Meter 19 Pompa air 1 Unit 20 Resistor 12 Buah 21 LED BIRU 4 Buah
Gambar 3. Gambar 3 Blok diagram Sistem

## HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil
Meliputi perangkat lunak ( software ) dan perangkat keras ( hardware ), gabungan kedua perangkat  inilah  yang  membentuk  sebuah sistem liquid level control otomatis Tabel 3. Hasil Pembacaan Sensor
No Level  Air (liter) jarak sensor (cm) 1 2 43 2 3 41 3 4 39 4 5 37 5 6 35 6 7 33
7 8 31
8 9
30
9 10 28
10 11 26
11 12 24
12 13 22
13 14 20
14 15 18 15 16 16
variabel  terikat  yang  dipengaruhi  oleh  variabel  bebas  yaitu  variasi  ketinggian  cairan  di  dalam tangki.  Dengan  mengatur  nilai  variabel  pada  program  PLC,  maka  sistem  akan  dapat  bekerja  secara otomatis.
Program Zelio Soft
Program Arduino

## Menjalankan Relay
Otomatis ON/OFF Manual ON/OFF
Sensor Menerima dan
Mengirimkan Sinyal
Pompa Air Tangki Air
Komputer ( Software Zelio Soft 2 ) PLC Pompa Air Flow Switch Sensor ultrasonik PROCESS PROCESS Actuator Actuator Sensor Sensor Controller Controller
Gambar 4. Alur Kerja Kontrol Level Cairan
Gambar 5. Rangkaian Keseluruhan Alat

## Pembahasan
Meliputi pembahasan program PLC yang digunakan Pada anak tangga 1
Gambar 6. Ladder 1 Pada anak tangga 2
Gambar 7. Ladder 2 pada anak tangga 3
Gambar 8. Ladder 3 pada anak tangga 4

## Gambar 9. Ladder 4
pada anak tangga 5

## Gambar 10. Ladder 5
Pada anak tangga 6
Gambar 11. Ladder 6 Pada anak tangga 7
Gambar 12. Ladder 7 Pada anak tangga 8
Gambar 13. Ladder 8 Pada anak tangga 9
Gambar 14. Ladder 9 Pada anak tangga 10
Gambar 15. Ladder 10 Pada anak tangga 11
Gambar 16. Ladder 11 Pada anak tangga 12
Gambar 17. Ladder 12 Pada anak tangga 13
Gambar 18. Ladder 23 Pada anak tangga 14
Tangga  1 :  Jika  kontak  1  i2  mendapat  arus maka  i2  yang  status  normal  adalah normally open akan menjadi normally close Tangga  2 :  m2  disini  difungsikan  sebagai  coil pengganti output PLC  ,  dimana  pada  anak tangga 2 ini digunakan untuk mengunci kinerja dari  i2  pada  anak  tangga  pertama.  A1  dan  A2 disini  yang  berlabel  ib1  dan  ie1  merupakan input  masukan  analog  dari  sinyal  diskrit  yang diterima dari sensor ultrasonik melalui arduino. Tangga 3 : fungsinya sama pada anak tangga 2 ,  walaupun  pompa  hidup  dengan  kondisi  air berada  pada  level  bawah,  dengan  menekan tombol  stop  maka  sistem  dapat  dimatikan secara  paksa,  dan  akan  memulai  kembali  saat tombol start ditekan Tangga  4 :  ketika  arus  dialiri  ke  i1  yang berfungsi  sebagai  tombol  start  maka  akan  di lanjutkan pada anak tangga selanjutnya Tangga  5 : m1 pada kontak 1 berfungsi untuk menahan  arus  agar  dapat  terus  mengaliri sistem,.  q2  berfungsi  sebagai  buzzer,  m2 berfungsi sama yang digunakan untuk mematikan  sistem  secara  paksa,  baik  dalam kondisi hidup dan bekerja. Di kontak 5 terdapat a5  dan  a6  yang  berfungsi  sebagi  patokan maksimal  ketinggian  air,  ketika  air  telah mencapai  100%  atau  tegangan  yang  diterima PLC dan arduino mencapai 4 volt, atau masing- masing dari input ib dan ie menerima tegangan lebih  atau  besar  dari  4  volt,  a5  dan  6    akan bekerja  untuk  mengeksekusi  perintah  agar mematikan pompa.
Tangga 6 : Jika tegangan diterima oleh A1 ( ib 1  )  >=  4  volt,  dan  tegangan  yang  diberikan arduino  ke  input  A2  (  ie  1  )  <=  1  volt,    maka pompa  akan  otomatis  hidup  dan  akan  bekerja sampai air penuh.
Tangga  7 :  M3  disini  berfungsi  dari  ladder selanjutnya,  dimana  akan  bekerja  sesuaian dengan perintah yang diberikan untuk mengaktikan M3 Tangga  8 :  Terdapat  clock  1  ( weekend ) dimana  PLC  akan  bekerja  dengan  settingan yang  berbeda  dengan  hari  biasanya,  jika  arus pada A4 ( ie 2 ) mendapat tegangan >= 4 volt, dan  A3  mendapat  tegangan  <=  1  volt,  maka pompa akan hidup saat kondisi 50%
Tangga  9 :  Jika  M1  mendapatkan  arus  dari perintah start manual, ataupun otomatis dari iB maka m1 akan menutup menjadi normally close
Tangga 10 : Jika Q1 dalam kondiri on maka iC yang  disini  ialah  sebagai flow  switch akan menghitung TT1 delay selama 5 detik Tangga  11 :  Jika  delay  T1  telah  mencapai  5 detik  maka  T1  akan  memerintahkan  koil,  koil disini  adalah  SQ2,  agar  berfungsi  dan menghidupkan buzzer
Tangga  12 :  iD  disini  berfungsi  sebagai  reset dimana  akan  bekerja  pada  RQ2  atau  berguna untuk  mengembalikan  buzzer  dan  sistem  pada kondisi awal.
Tangga 13 : Jika Q1 ( pompa ) dalam keadaan hidup  ,  maka  Q3  akan  bekerja,  dimana  Q3 adalah lampu indikator
Tangga 14 : Jika Q1 ( pompa ) dalam keadaan mati, maka Q4 akan bekerja, dimana Q3 adalah lampu  indikator  yang  menandakan  bahwa pompa dalam kondisi off

## PENUTUP Simpulan
Sistem liquid  level  control otomatis  yang telah  dibuat,  dapat  melakukan  kontrol  secara otomatis  maupun  manual  dan  bekerja  secara real  time dengan  baik,  sehingga  sistem  ini dapat memudahkan pekerja dalam pekerjaannya Saran
Untuk sistem liquid level control penempatan  sensor  ultrasonik,  ditempatkan pada  posisi  yang  benar  agar  hasil  pembacaan lebih stabil

## DAFTAR RUJUKAN
Banzi, Massimo. 2008. “ How Arduino is Open- Sourcing imagination”. England, O’Reilly.
Abdul,  Kadir.  2013.  “ Panduan praktis mempelajari  aplikasi  mikrokonroler  dan pemograman  menggunakan  arduino” .
Yogyakarta, Andi.
Monice, Monice. "Analisis Pemanfaatan Energi dari Pengolahan Metode Landfiil di TPA Muara  Fajar  Pekanbaru." Rang  Teknik Journal 1.2 (2018).
Santosa, B., & Hariyadi, Y. (2018). PEMBUATAN ALAT LABORATORIUM  TEKNIK  DIGITAL
DASAR UNTUK IMPLEMENTASI
MATAKULIAH  TEKNIK  DIGITAL PADA  PROGRAM  STUDI  TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS
MUHAMMADIYAH

## SUMATERA
BARAT. Menara Ilmu , 12 (11) Schneider,  electric.  ” SR3B101BD ”  diambil
dari: http://www.schneider- electric.com/en/search/SR3b101bd