Perpustakaan Digital ITB

Penelitian ini menyajikan pengembangan arsitektur perangkat keras pada tingkat rangkaian (circuit-level) untuk programmable logic controller (PLC) berbasis mikrokontroler dengan penekanan pada integritas sinyal, isolasi listrik, dan konfigurabilitas pada tingkat skematik. Penelitian sebelumnya di universitas menghasilkan prototipe awal PLC berbasis mikrokontroler, namun evaluasi prototipe tersebut mengidentifikasi beberapa keterbatasan pada tingkat sirkuit terkait pengkondisian sinyal, isolasi listrik, dan antarmuka yang andal dengan tingkat tegangan industri. Penelitian ini berangkat dari keterbatasan yang diidentifikasi pada prototipe PLC sebelumnya dan bertujuan membangun fondasi skematik yang terstruktur untuk pengembangan lanjutan. Metodologi penelitian terdiri atas empat tahapan berurutan, yaitu analisis kelemahan pada prototipe sebelumnya, perumusan ulang design requirements and objectives (DR&O), kajian referensi desain PLC dan PLC berbasis mikrokontroler, serta pengembangan rangkaian subsistem meliputi input–output digital, input–output analog, manajemen catu daya, dan antarmuka komunikasi. Mikrokontroler ESP32-S3 dipilih sebagai pengendali utama karena kemampuan pemrosesan, fitur komunikasi, dan fleksibilitas GPIO yang dimilikinya. Setiap subsistem I/O dirancang dengan isolasi galvanik menggunakan optokopler seri PC817 atau HCNR200, serta rangkaian pengkondisi sinyal untuk mendukung logika digital 24 V dan sinyal analog 0–10 V. Perilaku rangkaian dievaluasi melalui simulasi LTspice yang mencakup analisis DC sweep, transien, respons frekuensi, dan gangguan noise. Hasil simulasi menunjukkan bahwa rancangan rangkaian yang diusulkan selaras dengan DR&O yang ditetapkan dalam hal akurasi sinyal, karakteristik isolasi, kompatibilitas tegangan, dan respons dinamis pada kondisi simulasi. Skematik akhir yang dihasilkan merepresentasikan arsitektur perangkat keras PLC yang modular dan dapat dikembangkan, serta berfungsi sebagai referensi teknis untuk implementasi PCB, integrasi firmware, dan validasi eksperimental pada tahap penelitian selanjutnya.