© 2022 Pres Univ Press Publication, Indonesia

## Rancang Bangun Trainer Otomasi PLC Outseal 16 I/O
Fitroh Anugrah Kusuma Yudha 1, a , Aris Widyo Nugroho 2, b , Tri Wahyono 3, c
1,2,3 Mechanical Engineering Study Program, Faculty of Engineering, University Muhammadiyah Yogyakarta, Jl. Brawijaya, Kasihan, Bantul, Yogyakarta
a yudha2.91@gmail.com, b ariswidyo.nugroho@umy.ac.id , c triwahyono@umy.ac.id.

## Abstrak.
Saat ini dalam proses pembelajaran berkembang pesat, dan berbagai media pembelajaran digunakan sebagai  model  aplikasi,  menurut  siswa  untuk  menerima  kemajuan  pembelajaran  modern.  Dalam penelitian  ini,  penulis  akan  merancang  secara  komprehensif  PLC  semi box sederhana,  antara  lain komponen PLC Outseal 16 I/O, box PLC, papan peraga, dan USB. alat peraga PLC yang dibuat ini merupakan media yang mudah dipelajari karena dapat diuji langsung atau digunakan sesuai program sesuai spesifikasi perangkat. Trainer PLC ini menggunakan PLC Outseal 16 I/O, alat Peraga PLC Outseal dibuat dengan sirkuit. Pengguna dapat dengan mudah menggunakan Trainer PLC Outseal, dan  dapat  membuat  menyelesaikan  model  persoalan  yang  sederhana  dan  model  persoalaln  yang sangat kompleks sesuai dengan kebutuhan yang ada industri.
Kata kunci: Rancang Bangun, trainer, PLC, Outseal

## Abstract.
Currently in the process of learning is growing rapidly, and a variety of learning media is used as a model application, according to the student to accept the progress of modern learning. In this study, the  author  will  design  a  comprehensive  PLC  spring  box  is  simple,  among  other  components  PLC Outseal 16 I/O, box PLC, display boards, and USB. props PLC made this is a medium that is easy to learn because it can be tested directly or used according to the program according to the specifications of the device. Trainer PLC using the PLC Outseal 16 I/O, Props PLC Outseal made with the circuit. Users can easily use the Trainer PLC Outseal, and can create a complete model of the problem is simple and the model persoalaln very complex in accordance with the existing needs of the industry.
Keywords: Design, trainer, PLC, Outseal

## Pendahuluan
Metode  pembelajaran  dan  proses  pengajaran  sangat  dipengaruhi  oleh  faktor-faktor  seperti  metode yang digunakan dan buku teks. Keduanya saling terkait, dan pilihan metode tertentu mempengaruhi jenis  lingkungan  yang  digunakan.  Oleh  karena  itu,  untuk  mencapai  tujuan  pembelajaran  harus merupakan kombinasi dari keduanya. Alat bantu belajar dapat merangsang keinginan dan minat baru, meningkatkan motivasi dan rangsangan kegiatan belajar, bahkan memberikan dapak psikologis bagi peserta didik.
Saat ini pembelajaran berubah dari hari ke hari, dan berbagai alat peraga digunakan sebagai model aplikasi,  mengharuskan  siswa  untuk  menerima  kemajuan  pembelajaran  modern.  Belajar  adalah proses mengubah tingkah laku berdasarkan pengalaman.
Pengalaman yang dimaksud adalah pengalaman langsung atau tidak langsung. Saat ini siswa perlu secara  aktif  menangani  pembangunan  pengetahuan.  Dalam  hal  ini,  kegiatan  belajar  mengajar berfungsi  sebagai  fasilitator,  bukan  sebagai  sumber  belajar  bagi  pendidik.  Dengan  cara  ini,  siswa dapat memperoleh pengetahuan dan penglaman belajar yang lebih baik.

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2022
Oleh karena itu, diperlukan suatu media pembelajaran yang dapat dijadikan sebagai alternatif dalam melaksanakan proses pembelajaran sebagai media yang dapat meningkatkan minat dan pemahaman peserta  didik.  Karena  media  pembelajaran  trainer  PLC  ini  merupakan  bentuk  media  aplikasi langsung, hasil pembelajaran Otomasi PLC merupakan saranan penting meningkatkan pengoperasian alat PLC pada bidang industri. Berdasarkan latar belakang tersebut untuk permasalahan penelitian ini model  trainer  otomasi  menggunakan  PLC  Outseal  16  I/O,  model  dan  desain  trainer  PLC  berupa wiring  diagram dan  papan  peraga  dengan  input  dan  output  berupa  nyala  lampu.  Merujuk  dari permasalah tersebut didapatkan tujuan dari penelitian ini merancang dan membuat trainer otomasi PLC menggunakan PLC Outseal 16 I/O, serta merancang model wiring diagram trainer menggunakan PLC Outseal 16 I/O

## Metodologi Penelitian
Metode yang dipergunakan dalam penelitian rancang bangun trainer PLC Outseal adalah eksperimen. Trainer PLC Outseal ini dirancang dalam box dengan kelengkapan PLC sederhana yaitu: unit PLC Outseal 16 I/O, box PLC, papan peraga, USB, dan perlengkapan trainer sederhana. Rancang bangun trainer  otomasi  PLC  Outseal  ini  sebuah  trainer  untuk  menghidupkan  lampu  yang  ada  pada  papan peraga sebagai simulasi praktik. Diagram alir penelitian ditunjukan pada Gambar 1.

## Gambar 1. Diagram alir penelitian
Menurut definisi NEMA ( National Electrical Manufacturers Association ), PLC adalah: "Perangkat elektronik digital yang menggunakan memori yang dapat diprogram untuk menyimpan instruksi dan melakukan fungsi khusus, seperti logika, urutan, pengaturan waktu, kalkulasi, dan operasi aritmatika. Mengontrol mesin dan proses. "
PLC bisa juga di definisikan sebagai berikut:

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2022
- Programmable Dapat diprogram ( software based ).
- Logic
Bekerja berdasar logika yang dibuat. Logika disini menunjukan pada logika Boolean yang terdiri 2 keadaan, yaitu ON (“1”) dan OFF (“0”).
- Controller
Pengendali otak dari suatu sistem.

## Gambar 2. Alur pemograman

## Aturan-aturan pada pemograman input dan output PLC
Output dapat  menjadi  nilai  input,  namun  input  tidak  dapat  menjadi output . Output pada  PLC  bisa dirubah jadi input, artinya nilai yang didapat oleh output tersebut kemudian nilainya di- update pada output yang dijadikan input . Jadi yang dimanipulasi disini adalah alamat output nya bukan peralatan output secara fisik, contohnya:
Gambar 3. Contoh ladder diagram
Input dapat  muncul  berkali-kali,  namun output hanya  muncul  sekali  Hal  ini  dimaksudkan  untuk mencegah adanya nilai ganda/tidak jelas disebabkan output yang sama ada lebih dari satu. Contoh output yang salah :
Gambar 4. Contoh output salah
mungkin maksudnya agar O:2/0 ( output 0) bisa dinyalakan dari input I:1/0 ( input 0) atau input I:1/1 ( input 1), namun sebaiknya rangkaian yang benar seperti ini:

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2022

## Gambar 5. Contoh rangkaain yang benar
Pada saat membuat ladder , yang diinginkan mengaktifkan sebuah output yang terus menerus menyala melalui input push button yang aktif sebentar saja. Untuk membuatnya menggunakan prinsip self  holding ,  artinya output akan  ditahan  aktif  dengan  cara  menjadikan output sebagai input . Contohnya:

## Gambar 6. Selft holding
Pada saat input I:1/0 ditekan sebentar, maka output O:2/0 akan aktif. Pada saat itu juga nilai output O:2/0 akan di update nilainya pada input O:2/0 dan terus menahannya sehingga output terus menyala.
PLC  tidaklah  bekerja  secara sequential (berurutan)  dimana  program  paling  atas  akan dieksekusi terlebih dahulu kemudian program dibawahnya. Sebenarnya PLC bekerja secara simultan, dimana  intstruksi  dengan  alamat  yang  sama  akan  dikerjakan  secara  simultan  ( scanning ). Output diletakan di baris paling akhir.
Timer adalah salah satu komponen yang melakukan instruksi berfungsi untuk menunda terjadinya suatu aksi.
Cara kerja timer :
Timer akan bekerja jika timer coil mendapat logika 1 dari inputnya.
Timer akan menghitung sampai preset value dan timer contact .
Timer akan mati (kembali ke awal nilainya) jika input nya dimatikan.

## Gambar 7. Struktur komponen timer
Pada tutorial ini akan dipelajari 2 macam timer , yaitu: 1. Timer  On  Delay (TON), timer ini  bekerja  dengan  menunda  waktu  pengaktifan output selama beberapa waktu tertentu setelah input pemicu diaktifkan.
Komponen TON sebagai berikut :

## Gambar 8. Contoh TON
Timing diagram pada timer TON:
Gambar 9. Diagram timer TON
2. Timer Off Delay (TOF), timer ini bekerja dengan menunda matinya output selama beberapa waktu tertentu setelah input diaktifkan. Komponen TOF sebagai berikut:
Gambar 10. Contoh TOF

## Timing diagram pada TOF:

## Gambar 11. Diagaram TOF
Counter adalah salah satu komponen yang berfungsi untuk menghitung jumlah input yang masuk. Counter terdiri dari 2 jenis, yaitu :
1. Counter Up ( CTU ), yaitu counter yang akan bekerja hanya jika nilai counter sudah memenuhi nilai preset yang telah ditentukan. Saat nilai counter sudah memenuhi nilai preset , maka Done akan menyala.
Komponen dari Counter-Up :

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2022
2. Counter  Down (  CTD  ),  yaitu counter yang  bekerja  saat  nilai  accum  lebih  besar  sama  dengan dibandingkan dengan nilai preset. Saat nilai accum lebih kecil dari nilai preset , indikator Done akan mati.

## Gambar 13. Counter Dwon CTD

## Hasil dan Pembahasan
Rancangan dan desain trainer PLC outseal ditunjukan pada Gambar14 dimana terdapat konsep model dalam pembuatan trainer PLC Outseal 16 I/O.

## Gambar 14. Desain rancang bangun trainer PLC Outseal 16 I/O

## Gambar 15. Perancangan dan pembuatan trainer PLC Outseal

## Hasil Uji Coba Trainer PLC Outseal
Pengujian trainer PLC  Outsel  berupa  studi  kasus  dengan  papan  peraga  dan  performa  alat trainer tersebut yang dijelaskan di tabel 1 dan tabel 2. Dalam studi kasus terdapat penjelasan tentang papan peraga, input , output dan  hasil  pemograman  menggunakan ladder diagram.  Proses  pemograman disini menggunakan software Outseal Studio, hasil pemograman menggunakan Outseal studio bisa di upload ke dalam PLC Outseal untuk menjalankan papan peraga trainer PLC. Studi kasus 1

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2022
Dalam suatu instansi pencampur seperti tampak pada Gambar 16, saklar selektor S2 digunakan untuk memilih bahan A atau B . jika Saklar selektor S2 pada posisi 0 dan tombol S1 ditekan maka bahan A akan  masuk  kedalam  kontainer  pencampur.  Jika  saklar  selektor S2 pada  posisi 1 dan  tombol S1 ditekan  maka  bahan B akan  masuk  kedalam  kontainer  pencampur  silo A dibuka  dengan  sebuah silinder yang dikendalikan oleh katup solenoida Y1 , silo B dibuka dengan silinder yang dikendalikan oleh katup Y2. Hasil pemograman menggunakan software Outseal  studi  berupa Ladder  Diagram ditunjukan  dalam  Gambar  16,  dan  hasil wiring  diagram dalam  papan  peraga  ditunjukan  dalam Gambar 17

## Gambar 16. Aplikasi Silo

## Gambar 17. Rangkaian instalasi papan peraga aplikasi silo
Studi kasus 2
Sistem pengisian tangki air secara otomatis dapat dijelaskan pada Gambar18 di bawah ini. Awalnya tangki dalam keadaan kosong, pompa air hidup dengan menekan tombol On/Off (S6) sehingga mulai mengisi air dari awal tangki kosong. Jika sensor 1 terkena bahkan terendam air, pompa masih bekerja. Pompa akan mati jika sensor 2 tersentuh air. Karena air digunakan terus dengan membuka katup V1 diperintahkan  tombol S.8 ,  maka  level  air  akan  turun.  Karena  level  air  turun  maka  ketika  sensor 1 tidak terendam air pompa akan bekerja kembali. Hasil pemograman menggunakan software Outseal studi berupa Ladder Diagram ditunjukan dalam Gambar 18, dan hasil wiring diagram dalam papan peraga ditunjukan dalam Gambar 19.

## Gambar  18. Aplikasi Sistem pengisian tangki air

## Gambar 19. Rangkaian instalasi
Studi Kasus 3
Sebuah sistem pengaduk cairan dengan cara kerja dijelaskan pada Gambar 20 di bawah ini. Untuk memulai  proses  pengisian  dan  pengosongan  tangki  cairan,  tekan  tombol Start ( S3 )  yang  akan mengakibatkan katup V1 membuka sehingga cairan akan mulai mengalir ke dalam tangki dan pada saat  yang  sama  motor  pencampur  ( mixer )  mulai  bekerja.  Jika level permukaan  cairan  pada  tangki sudah terpenuhi, yang diindikasikan dengan bekerjanya level switch atas (S1), maka katup V1 tertutup dan  motor  pencampur  ( mixer )  berhenti  bekerja.  Selanjutnya  katup  V2  terbuka  dan  cairan  mulai mengalir dari tangki. Jika level cairan turun sampai dengan sensor level switch bawah S2, maka katup V2 akan tertutup. Proses ini akan berulang terus sampai empat kali, yang ditandai dengan menyalanya lampu Stop (S4) apabila empat kali telah tercapai. Dan untuk memulai dengan menekan tombol start. Hasil pemograman menggunakan software Outseal studi berupa Ladder Diagram ditunjukan dalam Gambar 20, dan hasil wiring diagram dalam papan peraga ditunjukan dalam Gambar 21.
Gambar 20. Sebuah sistem pengaduk cairan

## Gambar 21. Rangakaian instalansi

## Studi Kasus 4
Saat  ditekan  tombol Start (S3),  maka  dijalankan  konveyor  pembawa box .  Jika  sensor box (S2) mendeteksi keberadaan box maka konveyor pembawa box akan dihentikan dan konveyor pembawa apel mulai dijalankan. Sensor apel (S1) akan menghitung hingga 3 buah apel kemudian menghentikan konveyor pembawa apel (pencacah apel akan di reset) dan proses dijalankan dari awal lagi demikian seterusnya hingga di tekan tombol Stop (S4). Hasil pemograman menggunakan software Outseal studi berupa Ladder Diagram ditunjukan dalam Gambar 22, dan hasil wiring diagram dalam papan peraga ditunjukan dalam Gambar 23.
Gambar 22. Pengepakan Apel

## Gambar 23. rangkaian instalasi
Hasil pengujian performa kerja trainer PLC Outseal dengan papan peraga aplikasi pada tabel 1 semua komponen kelistrikan trainer PLC Outseal dalam kondisi dapt berfungsi dengan baik dan sesuai  dengan  fungsinya.  Untuk  pengujian  perangkat  latihan  yang  ditunjukan  pada  tabel  2 menunjukan bahwa trainer PLC Outseal dapat digunakan untuk 4 macam praktikum dimana trainer PLC Outseal menjalankan fungsinya pada setiap percobaan. Sesuai dengan poin-poin yang didapat menunjukan bahwa trainer PLC outseal yang sudah dikembangkan memiliki kinerja yang baik.

## Tabel 1 Pengujian performa komponen trainer PLC Outseal
No Bagian Diskripsi Kerja Fungsi Penjelasan Ya Tidak 1 Catu daya AC to DC Tegangan input AC 220 volt Tegangan output DC 12 volt v Bagus 2 PLC Outseal Input catu daya 12 volt Input 8 pin Output 8 pin v Bagus 3 Inputan s1-s8 Menjalankan diagram tangga sederhana v Bagus 4 Outputan R1-R8 Mengaktifkan R1 dan seterusnya v Bagus

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2022
5 Indikator lampu input Hidup jika daya disuplai ke lampu dan mati jika daya tidak disuplai ke lampu dari PLC v Bagus 6 Indikator lampu output Hidup jika daya disuplai ke lampu dan mati jika daya tidak disuplai ke lampu dari PLC v Bagus 7 Indikator sumber Hidup, Jika ada sumber terhubung, mati jika sumber tidak terhubung v Bagus Tabel 2 Hasil Uji Perangkat Latihan berupa papan peraga Trainer PLC Outseal No Penggunaan Praktik Menjalankan Fungsinya Penjelasan Ya Tidak 1 Papan peraga 1 aplikasi silo pembagi v Bagus 2 Papan peraga 2 aplikasi level air v Bagus 3 Papan peraga 3 aplikasi pengaduk v Bagus 4 Papan peraga 4 aplikasi penyortir apel v Bagus

## Kesimpulan
Telah  dibuat  trainer  PLC  Outseal  16  I/O  dengan  spesifikasi  sebagai  berikut:  menggunakan box trainer , papan peraga studi kasus, dan mengunakan PLC Outseal 16 I/O. Trainer PLC berbasis PLC ini memiliki kinerja yang baik, ditunjukan dengan semua komponen kelistrikan dan uraian kerja pada studi kasus dapat berfungsi dengan baik sesuai dengan yang direncanakan.

## Daftar Pustaka
[1] F.  Rauner,  et.  al.  Handbook  of  technical  and  vocational  education  and  training  research. Bremen: Springer Science Business Media (2008).
[2] K.J.S. Gill, R. Kumar, & S. Kumar, Designing and fabrication of electro-pneumatic trainer kit. International Conference of Advance Research and Innovation ICARI (2015), India, p.59-66
[3] H. Jamaluddin,  et.al. Development of Training Kit for Learning Taguchi Method and Design of Experiments. Jurnal Teknologi (Sciences & Engineering) 68:4 (2014), 19–25.
[4]   S.B. Samanol,  S.B.A, Hamid, & M.N.B. Ramli, Development of Pneumatic Trainer Kit For Polytechnic  Student.  Journal  of  Mechanical  Manufacturing  (J-Mfac).  Vol.  I.  (2014).  p.  178- 183.
[5]   C.  Sean,  BeRobot-The  Robotic  Scientific  Education  Development  Kits.  Lovotics,  an  open access journal, Volume 3, Issue 1, (2015). p. 1-4. ISSN: 2090-9888.
[6]   A.R. AkpariboA. , Appiah,  & O.F. Antwi, Development of a Programmable Logic Controller Training Platform for the Industrial Control of Processes. American Scientific Research Journal for Engineering, Technology, and Sciences (ASRJETS, (2016), Volume 15, No 1, pp 186- 196.
[7]   K. Bhise,  & S. Amte,    Embedded PLC Trainer Kit  with  Industry Application.  International Journal of Engineering Science and Innovative Technology (IJESIT). Volume 4, Issue 3, May (2015), ISSN. 2319-5967. P. 58-65.
[8]   E., Nugroho, N. Rohman, & Sunomo. Modul Trainer Kit PLC dengan Pengaman Relay Beban Sebagai Media Pembelajaran SMK YAPPI Wonosari. Prodi Pendidikan Teknik Elektro, Vol.6, No.3, October (2016) 27-35.

## Journal of Mechanical Engineering and Mechatronics 2022
[9]   R.M. Branch, Instruction design: the ADDIE approach. New York: Springer Science .Business Media (2009).
[10]   R. A. Fahruddin.  Simulasi Aplikasi Elektro Pneumatik dan PLC Sebagai Kendali Pintu Geser. Tugas Akhir Teknik Mesin Fakultas Teknik. Universitas Diponegoro Semarang (2012).
[11]   D. Handoko.Desain Simulator Kendaraan. KOMMIT (2002).
[12]  Lussiana.,  Hustinawati.,  A.  Pertiwi.,  A.  K.  Bima,  Y.  Permadi,  Mekatronika.  Jurusan  Sistem Komputer, Fakultas Ilmu Komputer. Universitas Gunadarma (2011).
[13]   W. BOLTON, Programmable Logic Controller (PLC), alih bahasa oleh: Irzam Harmeni, edisi ketiga, Penerbit Erlangga (2004).
[14]  Setiawan,  Iwan.  Programmable  Logic  Controller  (PLC)  dan  Teknik  Perancangan  Sistem Kontrol. Edisi Pertama. Yogyakarta. Andi (2006).
[15]   L.A.  Bryan,  &  E.A  Bryan.  Programmable  Controller:  Theory  and  Implementation.  Second Edition. United States of America. Industrial Text Company (1997).
[16]   Hackwort, R. Jhon & D. Frederic, Jr. Hackwort, Programmable Logic Controller: Programming Methodes and Applicattion.
[17]   Tj,  Irianto,  Tri.  Modul  Pengenalan  Dasar  PLC  (ProgrammableLogic  Controllers)  dan  Dasar Pemrograman Syswin 3.2 (2005).