PERANCANGj~ DAN PEMBUATAN PENCACAH F][L TER TEST USAP
SISTEM
OTOMATIS
Subari Santoso,Bamb,angSupardiyono, Dewi Katamsi P3TJ.,f-Batan,Katak Pas 1008, Yagyakarta 550101
ABSTRAK PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM OTOMATISPENCACAH FILTER TEST USAP.Telah dirancang don dibuat sistem otomatispencacahfilter test usapmenggunakanpersonal komputerdengan menambahkan perangkat keras don perangkat lunak Denganpenambahantersebut,beberapa sampel dapat dicacah secara bergantiandon otomatis untuk diketahui aktivitasnya.Rangkaianperangkat keras terdiri dari perangkatkerasmekanikdon elektronik Perangkatkeras mekanikterdiri dari sitempenggerak horizontaluntukpergantum12 sampel,sistempencacah.sistempenggerakvertikal naik untukmendekatkan sampelke detektordon ve.rtikalturun pergantiansampelberikutnya. Perangkatkeraselektronikterdiri dari : pencacah8253.peranta.radataparalel 8255, pemilih alamat.rangkaianpenguat arus,don 2 buah motor stepper. Hasil cacahand,~patdisimpandalamfile yang dapat diedit kembaliuntukpenambahandata atau dicetakpada kertasprinter. Rangkaianelektronik telah diuji dapat berfungsidengan baik serlo grafik pembacaansudutpenempatansampeldon sistemcacah adalah linear don stabil dengankoeflSienregresi r=O.9996. Untukpenin~~katan unjuk kerja masih diperlukanpeningkatanpembuatanrangkaian mekanik penulljang.
ABSTRACT DESIGN AND CONSTRUCTION OF AOTOMATICALLY SYSTEM SMEAR TEST COUNTING. An interface system ofsmear test samples and the personal computer IBM has been made. By this additional card the 12 samples data for smear te!1tcould be analyzed. The interface device consist CTC D8253C-2, PPI D8255C-2, address decoder, driver motor, 2 motor steppers and mechanical system. Testing made to counter and motor stepper systems showed Q!good linearity of performance against the ewected value switch a regression coefficient r=0.9996. The data can be saved in file and added to the new data or printed. The electronics circuit has been tested in c~eration and needed improvement in mechanical devices support.
PENDAHULUAN P
embangunan yang semakin pesat khusus-nya dalam bidang teknologi dan industri serta semakin meningkatnya pengg1JDaanzat radio aktif
diberbagai bidang, men~'ebabkan perlunya pemikiran tentang perenc:anaan pengelolaan lingkungan secara baik. A.nalisa radioaktivitas lingkungan yang merupakan bagian dari analisa dampak lingkungan, sangatpenting untuk dilakukan dalam kaitannya dengan pembangunan dan pengoperasiansuatu reaktor nuklir baik reaktor daya maupun reaktor penelitian. Pengaruh reaktor nuklir beserta laboratorium-laboratorium penunjangnya terhadap lingkungan perlu diteliti dan diketahui, sehingga dapat diambil langkah langkah yang perlu untuk mengurangi, nemperkecil bahkan meniadakan dampak negatif yang mungkin terjadi. Pengaruh suatu instalasi nuklir terhadap lingkungan diteliti dan diketahui dengan cara me.lakukan pengukuran radioaktivitas lingkungan. Dalam pemantauan radioaktivitas lingkungan di PusatPenelitian Nuklir
Yogyakarta, diambil beberapa macam contoh lingkungan diantaranya adalah : sampel tes usap, tanah, tumbuhan, air lingkungan, jatuhan (fallout) daD udara. Dalam keadaan Reaktor beroperasi frekuensi pengambilan cuplikan 1es usap dilakukan satu hari sekali pada 10 tempat yang berbeda daD dalam keadaan reaktor tidak beroperasi pengambilan sampel dilakukan seminggu 2 kali. Untuk mempermudah daD mempercepat perhitungan serta analisa data maka dibuatlah rangkaian penghubung antara peralatan pencacah sampel tes usap dengan komputer. Alat pencacah ini mempunyai sebuah detektor tipe GM dengan 1 buah keluaran. Pulsa ke1uarandetektor masuk ke rangkaian pre amplifier, amplifier, sca daD sistem cacah. Jumlah pulsa tiap meDii ditampi1kan ke LED 7 segmendengan waktu yang dapat diatur dari 10 sampai dengan 15 meDii. Hasil cacahan tersebut dicatat yang selanjutnya dianalisa untuk mengetahui aktivitasnya. Agar dapat menganalisa data dengan cepat daD mudah dibuatlah rangkaian interface sistem pencacah filter tes usap daDpersonal
dengan
mengambil
keluaran
komputer
rangkaian
pencacah
pencacah
terprogram
dibuat
dapat mencacah
pergantian
sam pel)
IC
pulsa dan
8253.
12 sampel dan
Sistem
baru
sampel
dicacah
tenggang
yang telah ditentukan.
ke yang untuk
dengan
TATA KERJA DAN PERCOBAAN Prinsip Kerja Perangkat Keras Rancangbangunsistemotomatisasipencacah filter test usaptertihatpadagambart.
Gambar
digerakkan
turun
sampel berikutnya horizontal.
oleh untuk
motor
stepper
dicacah
dan ganti
dengan
gerakan
secara
vertikal
pengambilan waktu
daTi
bergantian
gerakan untuk
digital
dimasukkan
Perancangan Sistem Otomatisasi Pencacahfilter testusap.
Sampel digerakkanke dekat detektor oleh motor stepperdenganarabgerakankeatas(vertikal), sistem cacah difungsikan dengan waktu yang diberikan oleh user. Selesai dicacah sampel
SusunanRangkaian interface' Susunanrangkaianinterfaceditunjukkanpada gambar2, terdiri dari : 1. Programmabletimer / counter IC D8253C-2 digunakansebagaipencacahpulsa keluarandari rangkaian pencacahsistem lama yang terdiri dari sederetanrangkaian IC 7490. IC8253 mempunyai data 8 bit (00-07) yang dapat dihubungkansecara paralel dengan data bus komputeruntukdianalisalebih lanjut. 2. Programmable Pheriperal Interface (PPI) 08255C-2 berfungsisebagaiperantarakeluaran paralel 3x8 bit data digital clan difungsikan sebagai penggerak 2 motor stepper untuk pergantian(gerak horisontal) clan penempatan sampelke detektor(gerak naik-turunataugerak vertikal). 3. Rangkaianpenguatarus tersusundari transistor BC141, TIP3055, resistor clandiode IN4007, berfungsisebagairangkaianpenguatarusuntuk gerakanmotorstepper. 4. Oekoder 74138.dan 7420 digunakan untuk menentukanalamat dari kartu interface yang dibuat, dalam hal ini dipilih alamat260-263H dan 26C-26F. Pemilihan alamat ditunjukkan padatabel I.
Tabel I. Sistempemilihanalamatkartu interface
A9, A6, &1 clan A5 digunakan sebagaimasukan IC 7420 clan jika ke 4 masukan tersebut berlogik 1 maka keluarannya adalah O. Keluaran ini digunakan sebagai pembuka enable G2B dari IC 74138. A8 berlogik 0 digunakan untuk mengaktitkan enable G2A dari IC 74138, karena IC 74138 mempunyai 3
buah enable maka ada 1 enable lagi yang harus diaktitkan yaitu G 1. Enable G I aktif 1 clan diaktitkan dengan menggunakan IC 7420 dengan memberikan masukan berlogik 1 pada ke 3 masukannya clan logik 0 dari masukan yang ke 4 diambil dari AEN aktif 0 jika komputer membaca alamat ini. Untuk memilih alamat 260-263 kondisi A4, A3 clan A2 adalah 000 clan digunakan sebagai selektor dari IC 74138 yaitu masukan ABC clan
Subari Santoso. dkk.
akan mengaktitkan keluaran nomer 0 (YO) berkondisi 0 yang dapat mengaktitkan chip select daTiIC D8255C-2 untuk gerakan 2 motor stepper melalui PAO-PA3 clan PBO-PB3. Sedangakan alamat 26C-26F menggunakankeluaran Y3 dari dekoder 74138 untuk mengaktitkan pencacah D8253C-2. Alamat 260-263 clan 26C-26F dibaca oleh personal komputer de,ngan menggunakan programTurbo Basic.
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Percobaan yang dilakukan adalah menguji kestabilan sistem pencacah IC 8253 daD ketepatan
ISSN0216-3128
~
sudut penempatan sampel oleh gerakan motor
stepper.
-..
Pengujian PencacahIC 8253 Percobaan yang dilakukan menggunakan sumber frequensi Kenwood FG 273 untuk menguji kestabilan sistem pencacah D8253C-2. Percobaan kalibrasi sistem tersebut dilakukan dengan cara memberi pulsa masukan dengan frequensi0.1 -1 Hz (mendekati cacah sebenamya) dan waktu cacah 10 menit dan didapatkan data pacta tabel 2 dan graflk pactagambar 3.
Cacahyangdihasilkan
".s>
#. #
~ .§P
.f ...s>
~
'?"
c?,}
0
"7
0
',5'
0
'6'
'?>
l?cj'
'l09
Cacahyangdiinginkan
Gambar 3. Graftk linieritas sistem pencacah D8253C-2. Total data= 10,nilai min. = 58, nilai max. = 598, Koeff. korelasi= 0.9997269, r squared= 0.9994539,koefisiena = -1.8, koef. b= 59,6909091 Pengujian Motor Stepper
Gambar 2
Susunan rangkaian pencacah dan penggerakmotorstepper.
Tabel2. PengujianSistemPencacah.Cacah rata-rata t = 10menit No 1. 2. 3. 4.
Freq.FG (Hz) 0.1
0.2
9.
0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9
10
1.0
5.
6. 7. 8.
Cacah seharusnya 60 120 180 240 300 360 420
480 540 600
Hasil cacah 58 121 178 235 298 354 416 481 536 598
Dari hasil kalibrasi tersebutterlihat adanyasedikit penyiIrpangan hasil cacah, unhlk frequensipulsa masukan0.1 -1 Hz dicacahselama10 menit. Hal tersebut dikarenakan dalam mengeset frequensi pulsa masukantidak tepat sedilcitactapergeseran dalam memutar tombol saat mengesetfrequensi pulsa masukan(sulit mendapatkanpulsa masukan yang stabil).
Gerakankearah horisontal digerakkan ~leh motor stepperuntuk pergantiansampel.Tanggapan yang diuji adalahbesarsudutyang dihasilkan oleh motor stepperterhadapmasukan yang diberikan. Pengukuran sudut dilakukan dengan cara memberikanbusur sudutpactamotor stepperyang telah diberi jarum penunjuk. Data pengukuran sudut yang dipcroieh ditunjukkan tabel 3. Dari tabeltsb. terlihatbahwahubunganantarasudutyang diinginkan dan sudutyang sebenarnyaadalahlinear yang berarti bahwa sudut yang sebenarnyatidak terlalu berbeda dengan sudut yang diinginkan. Graftk sudut yang diinginkan dan sudut yang diperolehditunjukkangambar4. Bebanmaksimum yang dimaksud adalah berat tempat penampung sampelyang diisi denganpenampungsampeldan sampel, sedangkanberat minimum adalah motor stepperhanya menggerakkantempat penampung sampelsaja.
~
Tabel3.
Rata-ratabasil pengukuransudut motor stepperperioda 0.043 detik bebanmax. & min.
tabung sesuai dengan waktu tunda yang dimasukkan secara. tepat .clan menarnpilkan infonnasiprosesyang sedangberjalan. Pengujian terhadap sudut perputaran pada tempatcuplikan yang dibentuk oleh motor stepper memberikan basil yang linear dengan koefisien regresi r = 0.9996 clan maksimum cuplikan yang dapatdimuat sebanyak12 cuplikan clandigerakkan secaraotomatisoleh 2 buah motor steppersehingga menarnbahefisiensisistem. Sistemyang dibuat masih perlu peningkatan dalarn hal pembuatan sistem mekanik clan diharapkandapatmenggantikansistemsebelumnya (manual)diganti dengansistemotomatisyang lebih baik dari padasistemsecaramanual.
UCAPAN TERIMAKASIH Terirnakasih karni ucapkan Bp. Drs. Purwanto sebagai Ka. Bidang KKK yang telah memberikan fasilitas yang diperlukan untuk melakukan penelitian inj, terimakasihjuga karni ucapkankepada Sdr...Juwarno,BarnbangSumanto dan Barnbang Suwarno, dati rekan-rekan Balai lnstrumentasi yang telah membantu melakukan penelitianini.
~AFT AR PUSTAKA I. 2. .ro
6'0
.90
b
"-0
76) 7~ "';: V
V
0
"'~
0
"'.>c .rQ .r~ 0
V
~
V
VO
3.
Sudut yangcHnginkan
Gambar 4. Graflk sudut putaran motor dengan bebandaDtanpabeban. Jumlah data 12,nilai terendah= 29.5, nilai tertinggi = 360, koefisien korelasi r = 0.9996, koefisiena = 0.701 daDkoefisienb = 30.05
4.
5.
KESIMPULAN Berdasarkan pengolahan
data
daTi
basil
dapat diambil
pengujian,
kesimpulan
dan sebagai
berikut: Telah sistem
dilakukan otomatis
meningkatkan lunak
kemampuan melakukan sistem
efisiensi
untuk
Perangkat
perancangan
pencacah
kerja
untuk proses
penggerak
yang
didukung sistem
telah
pencacahan stepper
dapat
perangkat operasional.
dibuat
mengaktitkan motor
pembuatan
test usap dan
memudahkan
lunak
dan
filter
6.
mempunyai interface
guna
sampel,
memanggil
untuk
perpindahan
7.
WIE, YAP, IR., Turbo Basic dan Aplikasinya, Andi Offset,Yogyakarta,1994 Technical Associatee,Manual Of Operations AutomaticRecycling ScalerFS-8 Series. SUBARI SANTOSO, dkk., PembuatanSistem Kontrol Aliran EluenPadaProsesPengendapan Bertingkat MenggunakanIBM-PC, Prosiding PertemuanIlmiah XV HFI Jateng & DIY, Semarang31-8-1996. SUBARI SANTOSO, RancangbangunEluiter dan SistemKendali Konduktometer,Presentasi Ilmiah 16 Desember1996. LEWIS C. EGGEBRECHT, "Interfacing to the IBM PersonalComputer"Howard W. Sams& Co. Inc. SecondEdition, Fifth Printing, gains, Indiana46032U~A, 1992. IAEA, Interfacing in Nuclear ExperimentPart2 Basic Experriment, IAEA, Chiang May University, SOEPONO SOEPARLAN. "Pengantar Mikroprsesor8086/8088,80186, 80286,80386 dan 80486
ProsedingPertemuandon PresentasiI/miah P3 TM-BATAN.Yogyakarta14-15Ju/i 1999
Buku1
TANYAJAWAB Hero Setyadi * Berapasudutsimpangantiap elemensampel * Apakah reaksi yang ten:acahtidak tercampur dengandengansampelyanglain. * Detektorapayang akanaJldapakai. * Berapabesarankolimatoryangandapakai. Subari Santoso * Sudut pergantiansampel masing-masing30°' besar ralat perhitungan cukup kecil karena denganperhitunganregresi linier didapat r = *
* *
0,9996. Ada 12 sampelyangdica4;ahsatupersatusecara otomatis sampel yang :;edangtidak dicacah terlindungdibawahtleksi:glasdanyang tercacah dibuatkanshieldingtimba.l4 cm arabmelingkar santpel. Detektoryang dipakaitipc~GM dengan teganganoperasional900 V DC. Kolimator berdiameter5 <:msesuaidenganlebar detektor.
285
Budi Santoso * Apalkah nilai digit 1 memberikansupply arus padasteppermotoryangtetap. Subari Santoso * Motor stepper membutuhkan4 bit sekaligus dalam kondisi tertentu agar motor bergerak minimal 0,90 adapaunyang dikehendakisekali gerak 300 atau 34 data digital. Arus yang dibutuhkan1 ampere, rangkaianpenguatarus bisa ditarik bebansampaidengan3 amperedaD kebutuhanarustetap1 ampere.
