PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011
PENGEMBANGAN SISTEM MONITORING DAN KENDALI JARAK JAUH PERCOBAAN HAMBURAN NEUTRON PADA FASILITAS SPEKTROMETER NEUTRON HAMBURAN SUDUT KECIL (SANS) Nadi Suparno, Indarto Prio Utomo Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir – BATAN Kawasan Puspiptek, Serpong, Tangerang Email:
[email protected]
ABSTRAK PENGEMBANGANSISTEM MONITORING DAN KENDALI JARAK JAUH PERCOBAAN HAMBURAN NEUTRON PADA FASILITAS SPEKTROMETER NEUTRON HAMBURAN SUDUT KECIL (SANS). Sistem monitoring (pengamatan) dan kendali jarak jauh percobaan hamburan neutron yang meliputi pengamatan daerah meja cuplikan dan desktop komputer kendali/data akuisisi peralatan spektrometer neutron hamburan sudut kecil (SANS) telah dikembangkan dan diaplikasikan. Jalannya percobaan pada fasilitas spektrometer SANS yang berada di dalam Balai Hamburan Neutron (NGH) dapat dimonitor dari tempat lain dengan memanfaatkan teknologi kamera (webcam), mikrokontroller AT89S52, jaringan LAN (Local Area Network), perangkat lunak remote administrator (Radmin) serta komputer server dan komputer client. Komputer client juga dapat mengendalikan komputer server (komputer data akuisisi) untuk melakukan pergerakan kamera, karena adanya fasilitas pada perangkat lunak Radmin untuk mode kontrol secara penuh (full control). Sebagai General User Interface (GUI) dari penggerak kamera dibuat dalam bahasa pemrograman Visual Basic dengan memanfaatkan port USB (Universal Serial Bus) dari komputer server yang terhubung dengan perangkat USB to Serial adapter untuk melakukan komunikasi dengan mikrokontroler AT89S52. Dengan demikian kamera dapat digerakkan sesuai dengan posisi yang diinginkan. Pengujian sistem dilakukan baik melalui komputer server ataupun client yang menghasilkan penangkapan gambar bergerak ataupun tidak bergerak melalui mekanisme video straeming. Pergerakan kamera dapat disesuaikan dengan input yang diberikan, misalnya perubahan pengamatan tiap derajat gerakan putaran motor (tiap 5°, 10°, 15° ataupun 20°) dan juga pengamatan yang berputar secara kontinu (360°) dengan sumbu pergerakan arah pengamatan secara horizontal (kiri dan kanan). Kata kunci : SANS, mikrokontroler AT89S52, Radmin, Visual Basic
ABSTRACT Development of Remote Monitoring and Controlling Neutron Experiments at Small Angle Neutron Scattering (SANS) Facility. The monitor and remote control system on neutron scattering experiments at sample table area and desktop data acquisition computer of small angle neutron scattering (SANS) spectrometer facility has been developed and employed. The SANS experiments which is carried out in the Neutron Scattering Center (NGH) can be monitored and controlled from another place using camera technology (webcam), microcontroller AT89S52, Local Area Network (LAN), Radmin software and client server computer. Client computer can also control the server computer, data acquisition computer to perform a movement of the camera, because the availability of full control mode facility in Radmin software. As a General User Interface (GUI) of the driving camera was written in Visual Basic programming language by utilizing the USB port (Universal Serial Bus) from a server computer connected with USB to Serial adapter device to communicate with the microcontroller AT89S52. Thus the camera can be moved according to the desired position. The Buku I hal 208
ISSN 1410 – 8178
Nadi Suparno, dkk
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011
system was examined through either server or client computers that generates the captured images from the straeming video mechanism. The movement of the camera can be adjusted with the certain input, such as the movement of motor rotation for every 5°, 10°, 15° or 20° and continues rotation to 360° (horizontal view). Keywords: SANS, AT89S52 microcontroler, Radmin, Visual Basic
PENDAHULUAN
B
idang Spektrometri Neutron (BSN) merupakan salah satu bidang pada Pusat Teknologi Bahan Industri Nuklir (PTBIN) yang mengelola fasiltas hamburan neutron terbesar di Asia Tenggara. Fasilitas ini memanfaatkan neutron termal yang dihasilkan Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy (RSG-GAS), untuk kegiatan penelitian dan pengembangan di bidang material. Fasilitas hamburan neutron ini memiliki 3 buah difraktometer neutron, 3 buah spektrometer neutron dan sebuah fasiltas radiografi neutron yang kesemuanya mampu mengamati obyek atau dimensi berukuran mulai atomik, nanometer sampai mikron.[1] Salah satu peralatan spektrometer yang ada, yaitu Spektrometer Neutron Hamburan Sudut Kecil (Small Angle Neutron Scattering Spectrometer, SANS) berfungsi mengamati pola hamburan pada sudut kecil sehingga memberikan gambaran tentang obyek atau dimensi berukuran 1 - 100 nm pada berbagai jenis bahan seperti logam, polimer, keramik, koloid, protein, dan lainnya dalam bentuk padatan, serbuk, lapisan tipis hingga larutan.[1] Pada saat ini tengah dilakukan pemberdayaan lanjutan dari peralatan SANS, mulai dari sistem instrumentasi, perangkat lunaknya serta sistem mekaniknya. Pada pengembangan sistem instrumentasi telah dibangun suatu sistem yang mengendalikan pergerakan kolimator, pinhole dan detektor dari peralatan SANS. Sistem instrumentasi yang telah dibangun tersebut kemudian disatukan dengan pembangunan suatu sistem akuisisi data yang terdapat dalam peralatan SANS.[2] [3] Untuk sistem mekanik tengah dikembangkan pembuatan automatic sample changer yang nantinya digunakan untuk melakukan eksperimen terhadap beberapa cuplikan sekaligus dan simultan secara otomatis. Untuk itu, dibutuhkan suatu sistem yang dapat memantau jalannya eksperimen yang memakan waktu cukup lama, mengingat jalannya eksperimen berjalan secara otomatis dan simultan. Dalam hal lain pengamatan tersebut tidaklah mungkin dilakukan di dalam laboratorium di mana peralatan SANS Nadi Suparno, dkk.
berada, mengingat potensi paparan radiasi yang terdapat di dalam laboratorium hamburan neutron. Sistem pengamatan atau monitoring jarak jauh sangat memungkinkan sebagai salah satu pemberdayaan fasilitas SANS. Dengan menggunakan metode ini pengamatan jalannya eksperimen pada peralatan SANS dapat dilakukan dari tempat lain yang dapat mengurangi paparan radiasi jika harus dilakukan di dalam laboratorium secara terus menerus. TEORI Remote Administrator Remote Administrator (Radmin) merupakan sebuah program Remote Desktop untuk sistem operasi Microsoft Windows. Meskipun sistem opreasi Windows juga memiliki aplikasi Remote Desktop internal, namun fiturnya tidak selengkap Radmin. Radmin bisa digunakan untuk membuka file atau folder dan aktivitas pada komputer target. Aplikasi Radmin ini sangat memungkinkan untuk bekerja pada komputer remote secara real time. Selain itu dapat juga mengakses komputer yang sama dari jarak jauh dari beberapa tempat. Webcam WebCam adalah kamera video sederhana berukuran relatif kecil yang sering digunakan untuk konferensi video jarak jauh atau sebagai kamera pemantau. WebCam pada umumnya tidak membutuhkan kaset atau tempat penyimpanan data, data hasil perekaman yang didapat langsung ditransfer ke komputer. Sebuah webcam memiliki bagian – bagian yang terdiri dari lensa standar, dipasang di sebuah papan sirkuit yang berfungsi untuk menangkap sinyal gambar, casing yang berguna untuk melindungi kamera, dan support kabel yang terhubung dengan papan sirkuit dan konektor output.[5] Konektor output tersebut biasanya berupa konektor USB yang berfungsi untuk mengirimkan data berupa sinyal gambar ke komputer. Kabel terbuat dari bahan fleksibel sehingga mudah untuk menyesuaikan sudut pandang, ketinggian dan arah dari kamera tersebut.
ISSN 1410 – 8178
Buku I hal 209
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011
TATA KERJA Desain Sistem Secara garis besar sistem monitoring yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 1. Dengan memanfaatkan jaringan LAN dibangun suatu sistem monitoring client server terhadap dua komputer.[6] Selain dapat memantau komputer server yang digunakan untuk eksperimen peralatan SANS, dapat juga dilakukan pengamatan cuplikan di meja cuplikan pada saat eksperimen melalui kamera yang terpasang pada komputer server. Dalam pengoperasiannya pergerakan kamera dapat dilakukan baik melalui komputer server ataupun client.
LAN
Driver
Mikrokontroler
Serve
Client
Gambar 1. Diagram blok sistem monitoring fasilitas SANS menggunakan jaringan LAN
Gambar 2. Sistem mikrokontroler[5 Disain Perangkat Keras Untuk perancangan perangkat keras dibuat sistem mikrokontroler AT89S52 sebagai antar muka untuk pergerakan motor stepper yang terhubung dengan kamera, gambar 2. Desain Perangkat Lunak Pembuatan GUI (General User Interface) Dalam perancangan pembuatan GUI digunakan bahasa pemrograman Visual Basic yang sudah umum digunakan. GUI yang dibangun dipergunakan sebagai kendali putaran motor pengamatan kamera dan penampil hasil pantauan kamera terhadap kondisi meja cuplikan SANS. Selain itu pada GUI terdapat fasilitas untuk
Buku I hal 210
melakukan rekaman pergerakan motor dalam format AVI serta penyimpanan gambar hasil capture kamera dalam format BMP. Instalasi Perangkat Lunak Client Server Monitoring Proses instalasi client server monitoring menggunakan perangkat lunak Radmin yang dilakukan terhadap dua buah komputer yang bertindak sebagai client dan server. Untuk komputer client sebagai perangkat monitoring jarak jauh digunakan Radmin Viewer. Sedangkan komputer server sebagai target yang akan dimonitoring, dalam hal ini komputer data akuisisi spektrometer SANS menggunakan Radmin Server.
ISSN 1410 – 8178
Nadi Suparno, dkk
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011
Gambar 3. Tampilan GUI Pengamatan Meja Cuplikan SANS
HASIL PENGUJIAN Pengujian Melalui Komputer Server Pada pengujian ini dilakukan pengendalian pergerakan kamera webcam melalui komputer data akuisisi spektrometer SANS (Gambar 4).
c)
a)
b)
Nadi Suparno, dkk.
Gambar 4. Hasil capture posisi cuplikan pada meja cuplikan SANS, Posisi -10 derajat (a), Posisi 10 derajat (b), Posisi nol derajat(c) Dari hasil pengujian kamera dapat digerakkan sesuai dengan posisi yang ditentukan, kemudian dilakukan pengambilan gambar dari tiap-tiap posisi pergerakan kamera dengan format BMP. Selain itu juga dilakukan perekaman pergerakan kamera dalam bentuk video dengan format file AVI. Pengujian Melalui Komputer Client Pada pengujian ini dilakukan pengamatan komputer server (komputer data akuisisi spektrometer SANS) melalui komputer client. Dengan menggunakan Radmin Viewer pada komputer client dapat terlihat tampilan desktop dari komputer server. Dengan demikian, jalannya ISSN 1410 – 8178
Buku I hal 211
PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011
eksperimen SANS pada spektrometer SANS dapat terpantau melalui komputer client. Secara keseluruhan, pengamatan yang meliputi cuplikan pada meja cuplikan dapat terlihat melalui kamera
yang terhubung pada komputer server dan juga jalannya eksperimen yang terlihat pada GUI komputer eksperimen SANS (Gambar 5).
Gambar 5. Tampilan komputer server pada komputer client menggunakan Radmin Viewer
Selain itu juga dilakukan pengujian pergerakan kamera melalui komputer client, yang menghasilkan hasil pengujian yang sama jika dilakukan melalui komputer server. KESIMPULAN Dari pembuatan sistem monitoring dan hasil pengujian yang telah dilakukan dapat disimpulkan: 1. Dengan memanfaatkan jaringan LAN, jalannya eksperimen SANS dapat dipantau dan dikendalikan dari jarak jauh dengan metode client server. 2. Pengendalian kamera untuk memantau cuplikan pada meja cuplikan dapat dilakukan melalui komputer server ataupun client. UCAPAN TERIMA KASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Edy Giri Rachman Putra, selaku penanggung jawab spektrometer SANS dan kepala kelompok spektrometer neutron yang telah memberikan kesempatan penulis melakukan pekerjaan ini serta mengkoreksi pekerjaan yang telah dilakukan serta isi makalah ini.
Buku I hal 212
DAFTAR PUSTAKA 1. http://www.batan.go.id/puslitbin/info/index.ph p?option=com_content&view=article&id=51& Itemid=56 2. EDY GIRI RACHMAN PUTRA, BHAROTO, BAEK SEOK SEONG, “Recent Development of a 36 meter SmallAngle Neutron Scattering BATAN Spectrometer (SMARTer) in Serpong Indonesia”, Journal of Physics: Conference Series 247, 2010, 012010. 3. BHAROTO, EDY GIRI RACHMAN PUTRA, A New Control System Software for SANS BATAN Spectrometer (SMARTer) in Serpong, Indonesia, AIP Conference Proceeding, Vol. 1244, 2009, 204 – 211. 4. http://wartawarga.gunadarma.ac.id/2009/09/we b-cam/ 5. TOTOK BUDIOKO, Belajar Dengan Mudah Dan Cepat Pemrograman Bahasa C Dengan SDCC (Small Device C Compiler) Pada Mikrokontroler AT 89X051/AT 89C51/52 Teori, Simulasi dan Aplikasi, Gava Media, 2005 6. INDAR SUGIARTO, PETRUS SANTOSO, ANDY SUSANTO, Aplikasi TCP-IP Untuk Mengendalikan Gerak Webcam, Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2009 (SNATI 2009), Yogyakarta, 20 Juni 2009
ISSN 1410 – 8178
Nadi Suparno, dkk
