OTOMA TISASI PINDAH CUPLIKAN DAN PENCACAHAN PADA SYSTEM AKTIV ASI NEUTRON CEPAT Dcwita, lludi Sanloso, Darsono PI/sat Pe/1elitian dan Pengembanga/1Teknologi Maju -BATAN
AUSTRAK OTOMATISASI PINDAII CUPLIKAN DAN PENCACAHAN PADA SYSTEM AKTIVASI NEUTRON CEPAT. s.vstenl otonla/i.~asi pindalr cup/ikan dolI pencacalran merupakan proses pemindahan cup/ikan ketempat aktivasi dall pellcacahmr yang sebe/umnya di/akukan dengan sak/ar (manua/) dikembangkan dengan perin/ah logik YO/I,gdiprogram otomatis. Pengembangandilakukan adalah membuatperangkat keras elektronik dan perangkat hmak 1m/Ilk kepentingan komunikasi tersebut. Pengukuran waktu pindah do/am detik dilokukall setaro %matis dengan kesa/ahan /.6 ms. Waktu pencacahan dolI aktivasi ditentukan o/eh pemakai dinyatakal! dalal/! nlellit don detik dengan kesalahan eksekusi do/am menit 8.2 ms. Dengan pengemballgan ini systelll diml/ngkillkan untuk mengukur e/emen umur paruh pendek don pengaktivasian secara beruia/lg-ulmlg.
ABSTRACT A UTO,I/A TIO!\' OF SA,'IPLE TRANSFER AND COUNTING ON FAST NEUTRON ACTIVATION S}'STE,'I. The al/tomlltio/l of sllmple transfer and counting were the transfer process of the sample to the actil'ation and col/nting place which have been done by switch (manually) previously, than being developed by lIl/tonlaticlllly programmed logic instructions. The development was done by constructed the electronics hardit'llre lIl/d sojilvarefor that communication. Transfer time measurement is on seconds and was done al/tolltatica".v with an error 1.6 ms. The counting and activation time were decided by the user on seconds and mill/lies. Ihe L""L'cl/lion error on minl/tes was 8.2 ms. This development system will be possible for /llea."l/rill.~ ."hnrt half {il'e e{eme/II.I' al/d cyclic activation processes
PENDAHUIJUAN
pula dilakukan pengembangan sistem komunikasi
A
Microprosesor Z80, tetapi setelah cuplikan sampai ditempat analisa accuspect belum bisa mencacah secara otomatis.(J) Penelitian ini merupakan gabungan dari dua penelitian terdahulu dengan mengganti kartu mikroprofesor (MPF-l) Z80 dengan kartu mikrokontroler 8031. Keuntungan menggunakan kartu mikrokontroler 8031 karena ada fasilitas serial yang dapat dipakai sebagai sarana komunikasi dengan komputer. Setelah dilakukan pengembangan atau modivikasi, sistem ini dimungkinkan untuk mengukur elemen umur paruh pendek dan pengaktivasian secara berulang-ulang yang merupakan tujuan dari pengembangan sistem
na'isa aktivns.i Ncutron mcrupaknn salah satu mctodc annllsa untuk mcncntukan secara kualitatif mallpun kuantitn!if bcbernpn clemen atau unsur. Proscdurl1ya mclib:1tkan pcl1cmbakan suatu cuplikan dcl1gan scjumlah fluks partikcl yang mana partikel terscbut akan mcngndakan intcraksi dengan cupliknn schingga mcilgubnh clcmcn-clemen pada cuplikan mcnjadi bcbcrapa radionukliua. Untuk nuklida \Imur pnruh pendck (ordc dclik -menit) misalnya Oksigcn (7.2 uctik) dan Wi1ktu iradiasi 30 detik( I) dipcrlukal1 sistcm ynng darn! bckerja secara otomalis. Sclam:l ini pcngukuran Wi1ktu cuplikan pindah Juri tcmpat aklivi1si ke tcmpat analisa dilakukan dcngan mcnggunakru1 stopwatch demiki:1n pula saat cuplik:ll1 s:1mpai ditempat analisa sistem pel1c:1cnhan harus dihidupkal1 secara manual, sedal1g j;lrak al1tara s;lklar on/off pneumatik dan sistem pcl1cacnhan cukup jaul1 sehingga men1butul1kan Icbil1 dari S;lIU orang. Agar dapat bekel:i;l otom;ltis pcrlu ;Ida komunikasi antara komputcr ( Accuspcct scb;lgai pcI1c;lcal1) dan system control yal1g nda. Pad:l pcnclitian ynllg terdahulu dijajagi kemungkil1al1 mcIlggunakru1 fasilitas Ql/toseqllellce ynng ndn p;ld:l nccllspcct, sehingga saat ctlplikal1 samp:li pada tCI11pmnnalisa accuspect langsul1g n1e'1cac;lh.t2) 11;1( il1i dilakukan dengan n1enggtln;lkan kartu microkontroler 8031. Telah ISSN 0216-312K
dengan
control
yang
ada dengan
menggunakan
ini.
TATAKERJA Bagan sistem pindah cuplikan dapat dilihat pada Gambar 1. Pada kondisi manual ada 2 saklar relay yaitu saklar pindah dan saklar kembali. Saklar pindah membuka selonoid 4 clan katup pengirim 8 secara bersamaan. Cuplikan akan terdorong ke stasiun aktivasi 5 dari stasiun pengiriman 2. Sampainya cuplikan di stasiun aktivasi ditandai dengan nyala lampu indikator dari tanggapan foto sel 13 pada stasiun aktivasi. Setelah sampai saklar pindah dimatikan, berarti katup pengirim 8 tertutup Dewita, dkk.
dan selonoid 4 kembali menutup. Bila cuplikan akan dianalisa maka saklar kembali membuka katup pengcmbali 7, cuplikan berpindah dari stasiun aktivasi ke stasiun analisa 3. Sampainya cuplikan di stasiun analisa 3 ditandai dcngan nyala lampu tanggapan dari foto sel 13 di stasiun analisa. Bila cuplikan akan dikembalikan ke stasiun pcngambilan,
7. Katup pengembali 8. Katup pengirim 9. Katup pemutar kapsul 10. Generator neutron II. Pipa pelewat kapsul 12. Pipa angin 13. Photo sel 14. Detektor 15. Komputer selonoid
4
harus
dibuka
dahulu,
membukanya
dengan mengaktitkan pemberat timbangan secara manual lalu saklar kembali diaktitkan lagi berarti
membuka katup pengembali 7, angin mendorong cuplikan ke stasiun pengambilan. Sampainya cuplikan di stasiun pengambilan ditandai dengan nyala lampu tanggapan dari foro sel 13 pad a stasiun pengambilan. Selama ini katup pemutar kapsul tidak pemah diaktitkan. Berdasarkan cara kerja diatas maka ada 2 hal yang diJakukan pada penelitian ini yaitu. I.
Membuat perangkat keras kartu mikrokontroler 8031 sebagai jembatan komunikasi antara sistem pembuka dan penutup katup pneumatik dan sensor Cllplikan dcngan komputer.
2.
Membuat perangkat lunak.
Perangkat
Gmnbnr.
Bagan transfer cliplikan
Keterangan 1. Panel pengendali 2. Smsiun pcllgiriman/pcngambilan 3. Smsiun analisis 4. Selonoid pcnghalang k:1J'1sul
keras
Komunikasi dengan mikokontroler yang menggantikan fungsi saklar mekanik, digunakan rangkaian seperti pada Gambar 2. Lampu indikator cuplikan dikirim ke mikrokontrolcr melalui rangkaian seperti pacta Gambar 3.
5. Smsiunaktivasi 6. Kompresor
Gambar. 2. Rangkaian saklar pembuka dan penutup katup
Dewita, dkk
ISSN 0216-3128.
-~ ~ I
Gambar. 3. Rangkaianpenerima sensoraktivasi. Perintah dikeluarkan dari port paralel microkontroler 8031 ymtu P1.0, P 1.1, dan P1.2. PI.O sebagm pembuka pcnghalang (selonoid 4), Pl. I scbagai pembuka katup pengirim, dan PI.2 sebagai pembuka katup pengembali. Penerima
~
-.
EA/VP
19 I Xl
~ (1
T
indikator lampu menyala port paralel PI.4, PI.5 dan P1.6. Rangkaian elektronik mikrokontroler dapat dilihat pada Gambar 4.
P0.
~A0. 04 05 OG 07
X2
P0:?
Rt$ET
P2.1 P2.0 NTO P2.2 NTl P2.3 0 P2.4
/ .f"
1
1.01 1.
1.2 1 .,. .-" 1.4
P2 .5 P2.6 P2.7
AS A10 All
?4LS373
~",0~_~~~~8 CE OE/VPP
28
L.6...
WR PSEtt
e
1481.~
""
i-L
R15 -I
/
l4~
1.7 RXD TX~ E:031
~
l AB
G
2
1.5 ALE/P 1.6 TXD
RS~:
::'
OC
.ill.: I
1
Q4 QS QG Q7
L2-
y
2732
I~ I
"\
.i
7400
~
148~>,"-G- J. .-./ Gmnbar 4. Rangkaian mikrokontroler
mikrokontroller 8031, setelah di-compile ke d"I"m b"hnsn mcsin dimasukan d"I"m EPROM yang ada pada kartu mikrokontroler 8031.
Perllll~I\IIIIIIII:lk
Agar dapat mclaks(\nakan antarn sistcm pneummik dan pcrangkat lunak scbagai bcrikllt 1.
Iligns komunikasi komputer dibuat
Program yang ditanamkan pada microkontrolcr untuk bcrkomunikasi dengan sistcm pncumatik dan komputer .Program ini pembuatannya menggunakan bahasa assembler
ISSN 0216-3128
2
Program yang ditanamkan pada komputer tcrdiri dnri program Glltoseqllence yang akan dipanggil oleh accuspect clan program komunikasi antara komputer clan mikrokontroler berupa file EXE yang ditanamkan pada program Glltosequence Dewita, dkk.
HASIL DAN PEMBAHASAN Pcrallgkat kcras Kartu microkontroler minimum seperti pad a Gambar 4 merupakan perangkat keras an tar muka. Kartu ini digunakan untuk membuka katup penghalang 4 dan katllp pengirim 8 secara bergantian. Pada saat mcngembaJikan cuplikan tidak lagi diperlukan pemberat karena perintah membuka katup pcnghalang 4 dan katup pengembali 7 dapat diJakukan bergantian. Komunikasi antara komputcr dan mikrokontroler dilakukan dengan menggunakan RS232.
Pcrallgkatlu/lak Program yang ditanamkan pad a ouloseq/lel1ce accuspcct adalah sebagai berikut
I. a.\'k Z, "M"ISUK"IN N"IMA COJ\'FIGURASI LAAf"I","CUPLlKAN","15" 2. 1.\.elll/llcIJJ!/i.::llraliolllde/eleZ 3. u.elll/llc(J/ljigliraliolllcrelile "cllp/ikll/l "," I"," " " "
,
4. lelll="a:le.\"elllllll.e.\.e" 5. leIIJ="II:le.\"el/iirml.e.\"c" 6. lelc="a:le.\"clcllplik.e.\"e" 7. leI d="lI:IC'.\"el.\"1llfl.c.\"e" 8. leI e="tt:le.\"el/ermIO3.e.\"e" 9. leIj="a:lc.\"el/ifllIO3Irlll.c.\"e" If). /('/ ;:="II:u'.\'C'I.,'rlC'.VlIi,C',\"e" 11. lilli/1ft/II a 12. ItICt/llifC'I,'rll.\.C' 13. 1IIIi/\rt/// h 14. a.vkI, "AIA.S'UKAN "/"tKTU CACAII","3f)O","5" 15. I/IClJtlire\[Jre.\'e/l/il'eI 16. /l'1 It ="f)" 17. 1I.vki,"S//(I.II( ?]'A=/ITIDAK=O","O","5" 18. le.v/IEQ i,II.\'i/i/i/i 17. a.\'/ik, "JII,,15'U/(ANPER/ODE SIKI.I/(","2","5" 18. :11.\.i/i/i/i 19. 1llli/lrllll C 20. IlIli/lrllll d 21. :11/allg 22. mc II 23. IlIli/\rt/// e 24. \llclJllire\IIIII(~fIl(J/I 25. I II'li jIlt/tic
26. 1111111'eldlllll "Cllp/i/illa"," 27. 1llli/lrt/// j 28. 1l'.v/I/!:Qi,.ve/e.\.lIi 29. 11IclJl(irl'lefll.ve 30. CIIIII/Jafe\IIelI,k,tl/lIII:.' 3I. :.\'e/e.\.lIi 32. IIli/lft/// .:: 33. le.\"i/ 34. 1I1i/1
"," ","b:cllplik-ll"
Perintah pactabaris 1,2,3 bertujuan agar pacta saat penyimpanan file nama configurasi sudah diketahui sehingga tidak ada kesalahan penyimpanan. Baris 4 sampai dengan 10 mendefinisikan program EXE file kebentuk variabcl. Program EXE tersebut merupakan program komunikasi antara komputer dan mikrokontroler kecuali Naa.exe yang berupa persiapan apakah generator neutron pneumatik dan diskete data di drive B telah siap (baris II). Baris 12 menghapus spektrum. Baris 13 mengirim data waktu aktivasi dan siklik atau tidak hila telah dikirim mikrokontroler akan mengirim balik data tersebut kemudian dibandingkan dengan data awal hila sarna berarti tidak ada gangguan dalam proses komunikasi RS232. Hubungannya dengan mikrokontroler dapat dilihat pada peta alir mikrokontroler pacta perintah pertan)'aan ,.Data diterima dan cocok ?. (Lampiran I). Baris 14 sampai dengan 17 memasukan waktu cacah dan muncul kembali pertanyaan Siklik atau tidak dan berapa periode siklik. Variabelloop siklik untuk mikrokontroler tidak gayut dengan variabel loop pada program autosequence. Baris 19 mcnjalankan program cuplik yang isinya mencek apakah cuplikan telah siap. Hal ini untuk menjaga jangan sampai terjadi proses sudah dijalankan cuplik"n tid"k ada sehingga terjadi kegagalan. Pcrinluh ini berhubungan dcngan pcla alir mikrokontroler "cup/ikon siap" sedang baris 20 bcrl1llhungan dcngan pcrintah ".fiap kc'rjakan" pada pcla alir mikrokontroler. Baris 23 Program EXE tile e mcnunggu apakah cuplikan sudah sampai ditempat analisa. Ini bcrhubungan dcngan pcrintah mikrokontroler "aktivasi" .Baris 24, 25 dan 26 mer~lpakan proses pencacahan setelah selesai pencacahan data disimpan pada diskete di drive B. Baris 27 memberitahu mikrokontroler kalau pencacahan telah selesai. Ini berhubungan dangan mikrokontroler perintah "pencacahan se/(!sai/se/esai ". Untuk seterusnya bila proses diinginkan secara siklik maka akan berulang hila tidak, langsung ke baris 32 yaitu menunggu data pcngiriman data waktu pindah, dari mikrokontroler. Pcla alir program mikrokontroler disajikan pada Lampiran I Gambar 5. Progr"m diatas menghasilkan langkah-langkah opemsional scbagai berikut ; 1. Perangkat aktivasi dan pneumatik telah siap dan dapat bekerja tanpa gangguan. 2. Drive B sudah siap dengan diskete data yang telah diformat. 3. Menjalankan program accuspect, aktifkan autosequence.Aktitkan sequence no I, panggil program file: Naal.A (ada di drive a) 4. Mcnyiapkan nama konfigurasi. 5. Mcmasukan isian waktu aktivasi, siklik atau tidak dan periode siklik .(Untuk mikrokontroler) 6. Memas~lkan isian siklik atau tidak dan periode
Pros;d;I1.!:IJerlell///al1 dall l'reseillasi I/l1/iah P3TA-I-/JATAN. }'ogyakarla 25 -26 Jill; 2000
7. 8. 9.
Buku I
siklik sckali lagi (UntuK program auloscqucnce). Isirul ini tidak boleh berbeda dcngan yang no.5 Mcmasukan waktu cacah Mcnyiapkan cuplikan Unluk sctcrusnya operasi dilakukan secara olomatis olch sistem, dengan catatan tidak ada kcgagalanpada
proscs pcmindahancuplikan.
Waktu luruh dicalat secara otomatis. Itulah sebabnya hila tcrjadi halangan di jalur pindah proses aktivasi dinyatnkan gagal baik unluk opcrasi manual maupU11 olomalis. Pcrllilungan \\'aktu pindah dinyatakan dalam dclik dcngan kesalahan pcngukuran 1.6 IllS. Waktu aklivasi dinyalakan dalam men it dan detik. Kesalahan dalam menit 8.2 ms. Pada fusililas yang ada scbagai tempat data di drivc B diskcllc bcrukuran 51/4 in bcrkapasitas 720 kbytc bcral1i mampu mellyimpan 21 lile data (I lile
33 kb)'lc)
249 Dewita
-E/emen yang orde umur paurhnya detik antara /ail1 0, F, Ne, Na, 1'; fe. Dalam makalah saya yal1g diutamakan Oksigen karena kandungan Ok.\'igen dalam logam mempengaruhi kualitas /o.~am. Tri Mnrdji Atmono -Sampai seberapa jauh pengujian perfonnance sistem otomatisasi ini? Apakah telah diaplikasikan dan untuk cuplikan apa saja. -Drui mana diperoleh angka kesalahan 1,6 mS dun kesalahan eksekusi 8,2 MS. Faktor apa saja yang menimbulkan ketidakpastian ini. -Bagaimana hila waktu paro suatu sampel lebih kccil dari angka-angka tersebut. Tentu sangat berpengaruherhadap analisa hasil eksperimen!
De,,'ita
KESIMl~ULAN I,
2,
3.
I'CllgisiaJl 2 kali untuk variabcl siklik dan pcriode siklik harus dilakukan karcna variabel loop siklik unluk mikrokonlrolcr'tidak gayut dcngan varia bel loop siklik pad a program aulosequcncc Drive I3 dip:lkai scb:lgai tcmp:lt data. agar pcmakai d:lpat mempcrsiapkan dengan mud:lh hila program autoscqucnce lelah dijalankM tal1pa mcnggal1ggu komputcr, Karasitas pcl1yimp:ll1:1lt data 21 fi1c
DAJ;'TAI~ PUSTAKA I,
2.
SAM S, NAI~GOL\VALLA , dkk, "Activation Almlysis ,,'jilt Nclitron Gcncrator", John Wiicy ..~ Son, Inc, 1973, USA,. DEWIT,\ dkk, ., Otomntisasi rnmlisa aktivasi 1II.'lItron
3,
4.
CCI':lt
Ulltllk
"Icmcn
Ullllir
p:lruh
p!:llock", 14aporan pcllclitian l3agi:lo Proyck Pcoelitiao Tckll0logi Proses Bahan Nuklir dan nahan Unggul Tahlll1 Anggaran 1997/1998 DARSONO, SLAt\-1ET SANTOSO, nAMBANG ERFANDI. ..Pembuatan Sistem I\1inimum Zilog 80 untllk Otomatisasi Sistem Pneumatik Analisa Aktivasi Neutron Cepat", Plll,likasi Ilmi:1h PPI -KIM 1992 -' 111tel t\-1CS.51 family of Single Chip I\licrocomp\ltcrs User's Manu:1I" J:1nu:1ry 1981
-Pel1gtljian
A
skala lab. Atau simulasi, belum
-Program waktu dibuat secara perangkat lunak ordel1ya detik dan menit. Dalam pen1buatan program waktu kesalahannya untuk detik 1,6 IllS dan menit 8,2 mS misalnya waktu eksekusi program 1vaktu 1 detik memerlukan waktu 1 detik + 1,6 mS. Harga ini dihitung darijumlah 1vaktu yang diperlukan untuk mengerjakan eksekusiprogram tersebut. -Program ini hanya dapat berlaku untuk yang ulmlr parol1ya > 1 detik, tetapi tentu saja sallgat tergantung dengan instalasi planljalur pilldah cuplikan. Dari data literatur yang saya hrlca TII2 terendah unsur yang direkomel1dasikanuntuk NAA dengan generator Netltron kecil Oksigen yaitu 7,13 S. Sehingga hila ingin mengatifa.\'i. Oksigen insta/asi plan ulltllk jalur pil1dah cuplikan, tekanan dal1 berat clIp/ikon per/II diperhitungkan. Suynnto -Pengukuran
untuk
pindah
apa
sudah
mcmperhatikan berat cuplikan, dan tekanan pneumatik yang tidak konstan De,,"itn -LIe/11m, dan untuk program ini tidak perlu tetapi ulI/llk "design plant" sangat perlu.
Tax,,'im T ANY ,\ .fA \V,\ 11
-Unluk menyatakan kesalahan da!am mS diukut :1\;llldib:lndingk:ln
Daml):lng
De,,'it:l
SlI11:1rdiyono
-!;!I.'mcn ;Ipa sa.iJ clan orol.' umllr parllh pcnedck s.:llimgga pcrlll otom:ltisasi transfcr cllplikan ?
ISSN 02 16-312X
-Kesa/ahan tersebut dihitUl1g dari eksekusiprogram waktu 1 detik
waktu
'"' ,.- .11.1. Dewlta, dkk.
LAMPIRAN I
Gambar. 5. Peta alir program mikrokontroler
..~~,.~~.,~.~n Dewlta. dkk
ISSN 0216-3128.
