## TEKNOSAINS: Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika
Volume 7, Nomor 2, Juli 2020, Hal 77-83
http://jurnal.sttmcileungsi.ac.id/index.php/tekno DOI: http://doi.org/10.37373/tekno.v%vi%i.27
Teknosains : Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika is licensed under a Creative Commons Attribution- NonCommercial 4.0 International License.
Aplikasi Mikrokontroler Untuk Mengontrol Lead-Lag Pada Air Compressor- Tasdik Darmana, Ariman, Veriah Hadi

## APLIKASI MIKROKONTROLER UNTUK MENGONTROL LEAD-LAG PADA AIR COMPRESSOR
Tasdik Darmana 1 , Ariman 2 , Veriah Hadi 3*
1 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Ketenagalistrikan, STT PLN
2 Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Teknik Industri, Institut Sains dan Teknologi Nasional
3* Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi Informasi, Institut Sains dan Teknologi Nasional
1 Menara PLN, Jl. Lingkar Luar Barat, Duri Kosambi Cengkareng, Jakarta Barat, Indonesia
2,3* Jl. Moh. Kahfi II, Bhumi Srengseng Indah, Jagakarsa, Jakarta Selatan, Indonesia
*Koresponden Email: veriahadi@gmail.com

## ABSTRAK
Air  compressor merupakan  peralatan  penting  untuk  menggerakan  berbagai  peralatan  otomatisasi  yang menggunakan  pneumatik  bagi  peralatan  industri  terutama  industri  makanan  dan  minuman.  Ketersediaan  udara bertekanan  untuk  sistem  pneumatik  harus  selalu  siap,  pengaturan  saat  ini  dengan  metode  manual  berpotensi terjadinya  human error, sehingga jika angin  yang dibutuhkan kurang dari  yang ditentukan,  maka peralatan dan sistem  mekanik  mesin  /  alat  tidak  akan  bekerja  sebagaimana  mestinya  sehingga  berakibat  kerugian  terhadap kegagalan  fungsi  mesin,  produktivitas  dan  output  produksi.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  sistem aplikasi  yang  akan  diterapkan  pada  mikrokontroler  untuk  mengatur lead-lag  control dua  unit  peralatan  paket pompa angin yang bekerja secara bergantian, dimana satu unit air compressor sebagai leader (pemimpin) dan unit kedua sebagai lagging (pengikut). Metode yang digunakan dengan menggunakan software program assembly yang dimasukan  pada  mikrokontroler,  yang  dibantu  oleh  perangkat  hardware.  Dengan  batasan  dari  sistem  ini  tidak ditujukan untuk menanggulangi kekurangan angin bertekanan akibat power mati ( shutdown ). Hasil implementasi dari  rancang  bangun  sistem  ini  menunjukan  bahwa,  alat lead-lag  control pada air  compressor dengan mikrokontroler  yang  dibuat  dapat  bekerja  dengan  baik  jika  digunakan  pada  pengontrolan  dua  buah  unit  sistem yang identik. Sehingga bisa mengurangi resiko berhentinya produksi karena suplai angin pada alat-alat produksi berkurang.
Kata kunci: Air compressor, Mikrokontroler, Lead-lag control.

## ABSTRACT
Air compressor is a piece of important equipment to move various automation equipment that uses pneumatic for industrial equipment especially the food and beverage industry. The availability of air for the pneumatic system must always be ready, the current setting with the manual method has the potential for human error, so that if the required wind is less than specified, then the equipment and mechanical system of the machine/tool will not work as it should, resulting in losses to malfunction machinery, productivity, and production output. This study aims to design an application system that will be applied to the microcontroller to regulate the lead-lag control of two units of wind pump package equipment that work alternately, where one air compressor unit is the leader and the second  unit  is  lagging  (follower).  The  method  used  by  using  the  assembly  program  software  included  in  the microcontroller, which is assisted by a hardware device. The limitations of this system is not intended to overcome the  shortage  of  pressurized  wind  due  to  power  shutdown  (shutdown).  The  results  of  the  implementation  of  the design of this system show that the lead-lag control device on the air compressor with a microcontroller that is

## TEKNOSAINS: Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika
Volume 7, Nomor 2, Juli 2020, Hal 77-83
http://jurnal.sttmcileungsi.ac.id/index.php/tekno DOI: http://doi.org/10.37373/tekno.v%vi%i.27
Teknosains : Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika is licensed under a Creative Commons Attribution- NonCommercial 4.0 International License.
Aplikasi Mikrokontroler Untuk Mengontrol Lead-Lag Pada Air Compressor- Tasdik Darmana, Ariman, Veriah Hadi
made can work well if used in controlling two identical system units. So that it can reduce the risk of stopping production because of the reduced supply of wind to the means of production.
Keywords: Air compressor, Micro controller, Lead-lag control

## 1. PENDAHULUAN
Air compressor merupakan peralatan penting untuk menggerakan berbagai peralatan otomatisasi yang  menggunakan  pneumatik  bagi  peralatan  industri  terutama  industri  makanan  dan  minuman. Ketersediaan  udara bertekanan untuk sistem pneumatik harus selalu siap, pengaturan saat ini dengan metode manual berpotensi terjadinya human error , sehingga jika angin yang dibutuhkan kurang dari yang  ditentukan,  maka  peralatan  dan  sistem  mekanik  mesin/alat  tidak  akan  bekerja  sebagaimana mestinya  sehingga  berakibat  kerugian  terhadap  kegagalan  fungsi  mesin,  produktivitas  dan  output produksi.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  merancang  sistem  aplikasi  yang  akan  diterapkan  pada mikrokontroler  untuk  mengatur  kontrol  lead-lag  dua  unit  peralatan  paket  pompa  angin  yang  bekerja secara bergantian, dimana satu unit air compressor sebagai leader (pemimpin) dan unit kedua sebagai lagging (pengikut).
Mikrokontroler suatu perangkat elektronika yang di dalamnya terdapat mikroprosesor yang juga dilengkapi dengan memori RAM maupun ROM (“MENGOPTIMALKAN SISTEM PENYIMPANAN (MEMORY SYSTEM) UNTUK MENINGKATKAN KINERJA KOMPUTER Gunawan Putrodjojo", Eko Budi Purwanto 13,” 2013), dengan beberapa features dan sarana untuk input/output secara paralel atau seri, timer, analog dan digital converter serta rangkaian pendukung, yang dikemas di dalam satu chip  IC.  Solder,  multimeter,  oscilloscope (Thohri,  2015)  adalah beberapa  peralatan  yang  dibutuhkan dalam  memodifikasi  mikrokontroler.  Dengan  menggunakan  mikrokontroler  dapat  membuat  suatu program yang spesifik (Desnanjaya & Iswara, 2018). Berupa suatu langkah kerja untuk melaksanakan satu/beberapa  instruksi.  Dengan  adanya  program  yang  dapat  di- load ke  mikrokontroler  cukup menghapus program dan reload kembali program yang baru tanpa perlu banyak merubah rangkaian luar ( hardware ). Pemrograman mikrokontroler dapat dilakukan dengan bantuan easy downloader bisa secara seri maupun paralel. Dengan bantuan PC atau laptop memakai program assembler beserta compilernya.
Program  yang  telah  dibuat  akan  disimpan  oleh  mikrokontroler  pada  memori  jenis  EEPROM  di mana program dapat dihapus dan dapat diprogram secara berulang beberapa kali. Sebuah program yang telah dibuat ditransfer pada mikrokontroler dapat dipergunakan untuk mengontrol input-output sesuai program  yang  telah  dibuat. Leader suatu  unit  yang  bekerja  lebih  sering/utama  dalam  keperluannya menjaga kestabilan suatu sistem pemakaian untuk perangkat air compressor package (instrumentasi di industri) (Julianto & Surjati, 2015). Lagging suatu unit yang bekerja membantu bila mana leader sudah tidak lagi mampu bekerja sendiri dalam mengatasi kebutuhan akan suatu sistem. Lagging bekerja lebih dari  sekedar backup (cadangan). Lagging akan  selalu  siap  bekerja  bilamana  kebutuhan  suatu  sistem sudah tidak mampu diatasi oleh leader .Kontrol lead-lag dengan mikrokontroler akan menjadikan sistem dual ( backup ) menjadi suatu sistem aktif yang akan siap bekerja saling mendukung otomatis  (Arifin, Zulita, & Hermawansyah, 2016) bilamana salah satu unit yang bekerja ( leader ) sudah tidak mampu lagi menjaga suatu sistem.  Digunakannya mikrokontroler untuk lead-lag control (“MENGOPTIMALKAN SISTEM  PENYIMPANAN  (MEMORY  SYSTEM)  UNTUK  MENINGKATKAN  KINERJA KOMPUTER  Gunawan  Putrodjojo",  Eko  Budi  Purwanto  13,”  2013)  karena  penggunaan  relai-relai

## TEKNOSAINS: Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika
Volume 7, Nomor 2, Juli 2020, Hal 77-83
http://jurnal.sttmcileungsi.ac.id/index.php/tekno DOI: http://doi.org/10.37373/tekno.v%vi%i.27
Teknosains : Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika is licensed under a Creative Commons Attribution- NonCommercial 4.0 International License.
Aplikasi Mikrokontroler Untuk Mengontrol Lead-Lag Pada Air Compressor- Tasdik Darmana, Ariman, Veriah Hadi
interlock akan  sangat  merepotkan  dalam  hal  pengawatan  ( wiring ),  kesulitan  dalam  mengatasi troubleshooting (kesalahan) jika salah satu interlock dari lead-lag tidak bekerja. Selain itu kecepatan dengan  kontak-kontak  mekanik  pada  relai  mempunyai  delay  yang  lebih  besar  dibandingkan  sistem interlock di dalam unit mikroprosesor pada mikrokontroler (D, 2013). Faktor kemudahan lain dengan menggunakan mikrokontroler dalam perubahan kontrol, hanya perlu mengubah program, tanpa/sedikit melakukan  perubahan  pada  instalasi  pengawatan  ( re-wiring ).  Hal  ini  menjadikan  perubahan  suatu proses dapat berlangsung secara lebih cepat dan efisien.

## 2. METODE
Metode yang digunakan dengan menggunakan software program assembly yang dimasukan pada mikrokontroler, yang dibantu oleh perangkat hardware mikrokontroler ATMEL AT89C51 (Gerard et al.,  n.d.).  Dengan  batasan  dari  sistem  ini  tidak  ditujukan  untuk  menanggulangi  kekurangan  angin bertekanan  akibat  power  mati  ( shutdown ).  Masukan  yang  dipakai  adalah  sinyal  digital  dengan menggunakan  saklar  ( switch )  dengan  kondisi High =  1  dan Low =  0,  yang  dipakai  untuk merepresentasikan masukkan dari sensor ( pressure switch ), bahasa pemrograman yang digunakan 8051 IDE adalah assembler , transfer program ke mikrokontroler dengan easy downloader .

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Tahapan konstruksi alat.
Untuk membangun konstruksi dari peralatan kontrol lead-lag pada air compressor (Zahlan, 2017) dengan mikrokontroler ini ada dua tahap yang dilakukan.
a. Perancangan software atau perangkat lunak yang akan dimasukkan ke dalam mikrokontroler.
b. Perancangan hardware atau perangkat keras yang mendukung bekerjanya alat.

## 3.2 Permasalahan umum.
Untuk  dapat  membuat  software  atau  perangkat  lunak  yang  akan  dimasukkan  ke  dalam mikrokontroler, perangkat yang harus disiapkan.
a. Komputer dengan operating sistem windows.
b. Program assembly 8051 IDE dan downloader easy-programmer.
c. Board serial programmer 89C51.
d. Kabel serial, sebagai antarmuka board serial programmer ke komputer PC.
e. Power supply sebagai pemberi suplai listrik 15 volt.

## 3.3 Perancangan software.
Dari diagram alir yang telah disusun, logika kerja tersebut diimplementasikan dengan menggunakan program assembly. Dalam hal ini dengan menggunakan program editor 8051 IDE. Dengan program editor  ini  dapat  dibuat  aplikasi  dengan  menulis  langkah-langkah  sesuai  format  operan  dan  set instruksi.  Kemudian  dilakukan  kompilasi  program  sehingga  menghasilkan  berkas  dalam  format heksa  dan  biner  yang  dimengerti  oleh  mikrokontroler.  Proses  selanjutnya  adalah  men- download program yang telah dibuat ke dalam mikrokontroler, program yang diperlukan easy-programmer . Selain itu perlu pemrograman AT89C51/52/55, perangkat yang dipakai untuk menuliskan program ke chip mikrokontroler (Gustina & Chandra, 2016).

## TEKNOSAINS: Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika
Volume 7, Nomor 2, Juli 2020, Hal 77-83
http://jurnal.sttmcileungsi.ac.id/index.php/tekno DOI: http://doi.org/10.37373/tekno.v%vi%i.27
Teknosains : Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika is licensed under a Creative Commons Attribution- NonCommercial 4.0 International License.
Aplikasi Mikrokontroler Untuk Mengontrol Lead-Lag Pada Air Compressor- Tasdik Darmana, Ariman, Veriah Hadi
Gambar 1. Diagram Alir lead-lag control.

## 3.4 Sistematika program aplikasi.
Sistematika program aplikasi lead lag control .
A. Baca nilai masukkan pada port 1 kaki no. 6 dan no. 7, di sini pin-pin ini dipakai untuk sistem interlock dari Unit A dan Unit B. Jika ada sistem interlock yang alarm maka status alarm dari unit akan berkedip.

## TEKNOSAINS: Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika
Volume 7, Nomor 2, Juli 2020, Hal 77-83
http://jurnal.sttmcileungsi.ac.id/index.php/tekno DOI: http://doi.org/10.37373/tekno.v%vi%i.27
Teknosains : Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika is licensed under a Creative Commons Attribution- NonCommercial 4.0 International License.
Aplikasi Mikrokontroler Untuk Mengontrol Lead-Lag Pada Air Compressor- Tasdik Darmana, Ariman, Veriah Hadi
B. Baca nilai masukkan pada port 1 kaki no. 0, di sini pin ini dipakai untuk pilihan kontrol lead- lag seleksi unit A sebagai lead . Bila ya secara otomatis unit A sebagai lead dan unit B sebagai lag .
C. Bila tidak baca nilai masukkan pada port 1 kaki no.1, di sini pin ini dipakai untuk pilihan kontrol lead lag  seleksi  unit  B  sebagai lead .  Bila  ya  secara  otomatis  unit  B sebagai lead dan  unit A sebagai lag .
D. Misal, bila pilihan unit A sebagai lead dan unit B sebagai lag .
E. Baca masukkan pada port 1 kaki no.2, 3 untuk saklar On/Off sistem LEAD dan port 1 kaki no.4, 5 untuk saklar On/Off sistem LAG .
F. Jika saklar Lead On maka unit A akan aktif, dan bila saklar Lag On unit B juga akan aktif.
G. Tapi bila Lead Off dan Lag On maka Unit A akan Alarm. Hal ini menandakan bahwa saklar Lead gagal.
H. Misal, bila pilihan Unit B sebagai Lead dan Unit A sebagai Lag.
I. Baca masukkan pada port 1 kaki no.2, 3 untuk saklar On/Off sistem LEAD dan port 1 kaki no.4, 5 untuk saklar On/Off sistem LAG.
J. Jika saklar Lead On maka Unit B akan aktif, dan bila saklar Lag On Unit B juga akan aktif.
K. Tapi bila Lead Off dan Lag On maka Unit A akan Alarm. Hal ini menandakan bahwa saklar Lead gagal.
L. Sistem Lead Lag dapat bertukar posisi mana yang jadi LEAD hanya dengan mengubah pilihan Lead di A atau B walaupun sistem sedang aktif. Posisi awal Lead di A dan unit A sedang ON (aktif) maka setelah diubah posisi Lead ke B maka unit B akan berperan sebagai Lead dan Unit A menjadi Lag.

## 3.5 Perancangan hardware
Untuk  konstruksi  dari  rangkaian,  alat  dibuat  dalam  sebuah  papan  rangkaian  tercetak  atau  PCB ( Printed Circuit Board ) + Sistem tampilan berupa indikator (LED) (Μ. ΘΕΟΔΩΡΟΥ, n.d.). Komponen elektronika  tersebut  telah  terpasang  menjadi  satu  baik  sistem  catu  daya,  sistem  pewaktuan  CPU, mikrokontroler,  sistem  masukkan  serta  sistem  keluarannya.  Bagian  PCB  dan  sistem  tampilan dihubungkan dengan mur dan baut. Pada tampilan (depan) terdapat saklar ( Switch ) untuk ON-Off power, saklar  simulasi  untuk  sistem  masukkan  ( Input ),  dan  LED  ( Light  Emitting  Diode )  yang  digunakan sebagai status dari keluaran ( Output ).
Komponen  yang  digunakan  pada  kontrol lead-la g  pada air  compressor dengan  mikrokontroler secara umum.
 Selector switch (Saklar) dan push button (Reset).
 Power Supply.
 Mikrokontroler AT89C51
 Penguat Arus ( Darlington Driver )
 Relay dan LED ( Light Emitting Diode )
Dalam  perancangan  suatu alat  baik  itu  dalam  bidang  elektronika  maupun  non  elektronika,  pasti memiliki  suatu  blok  atau  bagian-bagian  dari  alat  tersebut  yang  kemudian  digabungkan  sehingga  alat

## TEKNOSAINS: Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika
Volume 7, Nomor 2, Juli 2020, Hal 77-83
http://jurnal.sttmcileungsi.ac.id/index.php/tekno DOI: http://doi.org/10.37373/tekno.v%vi%i.27
Teknosains : Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika is licensed under a Creative Commons Attribution- NonCommercial 4.0 International License.
Aplikasi Mikrokontroler Untuk Mengontrol Lead-Lag Pada Air Compressor- Tasdik Darmana, Ariman, Veriah Hadi
tersebut dapat berfungsi dengan baik, hal ini pun dapat mempermudah dalam memahami bekerja dan pengoperasian alat sesuai dengan gambar 2.
Gambar 2. Diagram blok rangkaian hardware

## 3.6 Analisa hasil pengukuran sistem output
Dari hasil pengukuran pada sistem keluaran, maka dapat dianalisa.
A. Pada  posisi  OFF  (Posisi“0”)  tegangan  keluaran  dari  mikrokontroler,  kondisi  keluaran  dari darlington driver terdapat tegangan 11.85 V. Hal ini menunjukkan bahwa sistem keluaran pada output  Darlington  Driver  kondisinya  pada  posisi  terbuka  (cut-off)  sehingga  sistem  keluaran pada posisi OFF.
B. Pada posisi ON (posisi “1”) tegangan keluaran dari mikrokontroler terdapat tegangan 4.9V dan kondisi  keluaran  dari  d arlington  driver terdapat  tegangan  0  V.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa sistem keluaran pada output darlington driver kondisinya pada posisi tertutup ( close ) sehingga sistem keluaran pada posisi ON.
C. Antara  input  dan  output  pada darlington  driver didapatkan  sistem  tegangan  yang  berbeda ( isolated ) (Walker & Ledwich, 1996). Sehingga bisa  menggerakkan  komponen yang bekerja pada level tegangan yang lebih tinggi dalam hal ini 12 V.

## TEKNOSAINS: Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika
Volume 7, Nomor 2, Juli 2020, Hal 77-83
http://jurnal.sttmcileungsi.ac.id/index.php/tekno DOI: http://doi.org/10.37373/tekno.v%vi%i.27
Teknosains : Jurnal Sains, Teknologi dan Informatika is licensed under a Creative Commons Attribution- NonCommercial 4.0 International License.
Aplikasi Mikrokontroler Untuk Mengontrol Lead-Lag Pada Air Compressor- Tasdik Darmana, Ariman, Veriah Hadi

## 4. KESIMPULAN
Alat lead-lag  control pada air  compressor dengan  mikrokontroler  yang  dibuat  dapat  bekerja dengan  baik  jika  digunakan  pada  pengontrolan  dua  buah  unit  sistem  yang  identik.  Sehingga  bisa mengurangi  resiko  berhentinya  produksi  karena  suplai  angin  pada  alat-alat  produksi  berkurang.  Alat yang  dibuat  ini  tidak  bisa  diaplikasikan  untuk  mengontrol  kegagalan  sistem  akibat  matinya  listrik ( shutdown ), dikarenakan masukan akan hilang ( loose ) setelah matinya power / listrik. Implementasi dari rancang  bangun  sistem  ini  menunjukan  bahwa,  alat lead-lag  control pada air  compressor dengan mikrokontroler yang dibuat dapat bekerja dengan baik jika digunakan pada pengontrolan dua buah unit sistem yang identik. Sehingga bisa mengurangi resiko berhentinya produksi karena suplai angin pada alat-alat produksi berkurang.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Arifin,  J.,  Zulita,  L.  N.,  &  Hermawansyah.  (2016).  Perancangan  Murottal  Otomatis  Menggunakan Mikrokontroller  Arduino  Mega  2560. Jurnal  Media  Infotama , 12 (1),  89–98.  Retrieved  from https://jurnal.unived.ac.id/index.php/jmi/article/view/276/257
D, E. (2013). Microprocessor Based Controller For A Motor Car Park. IOSR Journal of Electronics and Communication Engineering , 5 (1), 45–51. https://doi.org/10.9790/2834-0514551
Desnanjaya,  I.  G.  M.  N.,  &  Iswara,  I.  B.  A.  I.  (2018).  Trainer  Atmega32  Sebagai  Media  Pelatihan Mikrokontroler  Dan  Arduino. Jurnal  RESISTOR  (Rekayasa  Sistem  Komputer) , 1 (1),  55–64. https://doi.org/10.31598/jurnalresistor.v1i1.266
Gerard, C. M., America, E. S., Panos, G., Ridge, O., Josse, J., Zealand, N., … Hospital, S. (n.d.). S e n s o r s & T r a n s d u c e r s.
Gustina,  D.,  &  Chandra,  Y.  I.  (2016).  PENAMPUNGAN  AIR  MENGGUNAKAN  METODE PROTOTYPE BERBASIS MIKROKONTROLLER AT89S52 ME, (November), 1–9.
Julianto, K. F., & Surjati, I. (2015). Sistem Pemantauan Kinerja Serta Pengaturan Mesin Packing Secara Otomatis Pada Pabrik Wafer Dengan Zigbee, 17 (2), 116–127. MENGOPTIMALKAN SISTEM
PENYIMPANAN (MEMORY SYSTEM) UNTUK MENINGKATKAN  KINERJA  KOMPUTER  Gunawan  Putrodjojo",  Eko  Budi  Purwanto  13. (2013). Mengoptimalkan Sistem PPnyimpanan Untuk Meningkatkan Kinerja Komputer , 41–54. Thohri, M. (2015). Volume 9 Nomor 1, 2015, 9 , 1–18. Walker, G., & Ledwich, G. (1996). An isolated MOSFET gate driver. Australasian Universities Power Engineering  … ,  (January  1996),  2–7.  Retrieved  from  http://81.200.6.209/Lib/pdf/Walker  G.An isolated MOSFET gate driver.pdf
Zahlan,  J.  (2017).  Simulating  the  Effects  of  Air  Compressor  Controls  and  Sequencing  Strategies  in Variable Air Demand Environments, 202–214.
Μ. ΘΕΟΔΩΡΟΥ, Μ. Μ. (n.d.). Δομή και Λειτουργία του Ελληνικού Συστήματος Υγείας(Διοικητικές και Νομικές Διαστάσεις)No Title .