to ma

KE DAFTAR ISI

3/6

ISSN 0216 - 3128

Eko Priyollo, dkk.

PEMBUATAN PERANGKAT KERAS UNTUK SISTEM KENDALl ARUS BERKAS ELEKTRON MBE 350 key/tO mA Eko Priyono,

Taxwim

Pusat Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan - Batan

ABSTRAK PEMBUATAN PERANGKAT KERAS UNTUK SISTEM KENDALl ARUS BERKAS ELEKTRON MBE 350 keV/IO mA. Telah dibuat sebuah perangkat keras yang berfungsi untuk mengendalikan arus berkas elektron secara otomatis melalui perangkat komputer. Perangkat ini terdiri dari beberapa modul yang dial1taranya adalah modul Universal I/O PPI-B255, modul B bit A DC-OBOB, modul penguat tegangan, modul relay driver, modul catu daya 5 V dan 12 V serta menggunakan parallel port (port printer) sebagai sistem komunikasi data. U}i coba perangkat di/akukan secara simulasi dengan cara memberi tegangan masukan modul ADC-OB08 kanal-I yang digunakan sebagai data referemi (set point) dan memberi tegangan secara bervariasi pada modul ADC-080B kanal-2 yang digullakan sebagai data akuisisi menggunakan program TURBO PASCAL. Dari hasi/ u}i coba perangkat diketahui bahwa perangkat telah dapat membaca data parameter tegangan yang dicatukan pada kanal-kanal masukan modul A DC-0808 dan mampu mengaktijkan relay-relay saat parameter tegangan akuisisi (kanal-2) terbaca lebih besar atau lebih kecil dari parameter referensi (kanal-I) dengan ni/ai toleransi sebesar 3% dari ni/ai set point yang ditentukan. Namun demikian perangkat ini belum digabungkan dengan sistem in/rumentasi dan kendali MBE yang sebenarnya, sehingga perlu instalasi dan u}i coba pengendalian arus berkas elektron MBE 350 keV/IO mA. Kata kUlle; : Kendali, I'erangkat Keras

ABSTRACT CONSTRUCTION OF HARDWARE FOR CONTROLLING ELECTRON BEAM CURRENT OF 350 keV/IO mA ELECTRON BEAM MACHINE. The hardware used for automatically controlling electron beam current via computer has been constructed. The hardware consists of some moduls such as Universal I/O PPI-B255 modul. B bit ADC-0808 modul. voltage amplifier modul. relay driver modul. 12VDC and 5 VDC power supply moduls and it uses parallel port (printer port) of computer as data communication system. The simulation was done by putting fIX input voltage on channel-I of ADC-080B modul as set point (refJerence value) and varied input voltage on channel-2 of A DC-0808 modul as aquisition data (read out data). The simulation yield shows that all of the input voltages supplied on the channels of A DC-0808 modul can he read and the relays on the modul can be actuated by the hardware properly when read out parameters 3% greater or smaller than the refJerence value, but the device is not yet coupled to the instrumentation and control system of EBM, therefore the instalation and test of electron beam controlling of350 keV/IO mA EBM is necessary io be done. Key word: Control, Hardware

PENDAHULUAN Elektron (MBE)Pusat 350 keV/IO mA MesinhasH Berkas rancang bangun Teknologi Akselerator Dan Proses Bahan Badan Tenaga Nuklir Nasional (PT APB-BA TAN) telah diresmikan oleh Menteri Riset Dan Teknologi (Menristek) pad a tanggal 16 Desember 2003 yang lalu. Dalam pengoperasian MBE terse but diaplikasikan untuk proses iradiasi pelapisan (laminating) bahan lembaran kayu dengan dosis radiasi tertentu dimana besamya dosis radiasi sebanding dengan besamya arus berkas elektron yang dipancarkan oleh MBE,

sedangkan arus berkas elektron sebanding dengan arus filamen yang dicatukan oleh sumber elektron, sehingga untuk mengatur dosis radiasi yang dipancarkan oleh MBE dengan cara mengatur arus filamen yang dicatukan ke sumber elektron[IJ. Saat ini untuk mengatur dosis radiasi MBE dilakukan secara manual oleh operator dengan mcnckan tombol pengatur arus filamen naik atau turun. Dalam rangka penyempurnaan Sistem Intrumentasi dan Kendali MBE, maka perlu dibuat suatu perangkat kendali kalang tertutup yang berfungsi untuk mengendalikan arus berkas elektron secara

Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

ISSN 0216 - 3128

Eko Priyollo, dkk.

otomatis. Dengan perangkat tersebut diharapkan dosis radiasi yang dihasilkan olch MBE dapat relatif lebih stabil.

TINJAUAN PUST AKA Saat ini perangkat komputer banyak diaplikasikan dalam berbagai bidang baik sebagai alat olah kata, olah data, simulasi, visualisasi dan lain-lain. Dengan semakin pesatnya perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (iptek), maka semakin pesat pula perkembangan teknologi komputer baik dari segi kecepatan proses, kapasitas penyimpanan data, ke]engkapan (accessories) maupun kemudahan. Pad a sebuah komputer yang dalam hal ini disebut sebagai central processing unit (CPU) selalu dilengkapi dengan perangkat antarmuka (interface) yang berfungsi untuk berkomunikasi dengan piranti luar seperti printer, CD-ROM, keyboard. mouse, disk drive, telephone maupun flash disk [2.31. Salah satu jenis perangkat antarmuka yang digunakan untuk komunikasi dengan piranti

DB-25

Tabel 1. Fungsi pin konektor Ground 42612 07 02 01 nError In S3+ In/Out nSTROBE Out Out BUSY nACK Data 53I719 8In 9II 10 S D3 04 05 DO 06 6+ 73402CO567ICI-.•• Bit nAutoFeed nSelectln Select Out Out 31 36 32 13 14 nlnit C2+ -S 30 C3+-~ S4+ S5-t Cemwrillg Nama Register Sinyal PaperEnd

317

luar pada sebuah komputer adalah konektor parallel port yang biasanya digunakan untuk printer. Ada dua jenis konektor parallel port yaitu konektor parallel port 36 pin dan 25 pin. Konektor 36 pin dikenal dengan centronics sedangkan konektor 25 pin dikenal dengan sebutan DB-25. Karena DB-25 lebih praktis, maka untuk konektor parallel port pada komputer sekarang digunakan DB-25, sedangkan centronics masih digunakan sebagai konektor pada printer dan atau piranti luar lainnya[4]. Layaknya komponen untai elektronika, parallel port dihubungkan dengan konektor betina (female) dan jantan (male). Pada komputer, konektor parallel port yang terpasang adalah DB-25 betina sehingga kabel penghubung keluar adalah DB-25 jantan. Dari 25 pin konektor DB-25 tersebut, hanya 17 pin yang digunakan untuk saluran pembawa informasi dan 8 pin berfungsi sebagai ground. Saluran pembawa informasi dibagi menjadi 3 bagian yaitu saluran data 8 bit, status 5 bit dan kontrol 4 bit, dimana bit status dan bit kontrol berfungsi dalam jabat tangan (hand shake). Adapun fungsi pin dari konektor DB-25 dan centronic dapat dilihat pada Tabel I.

08-25 dan centronic.141

Keterangan Ground dihubungkan dengan semua pin ground (pin 18 sid 25) Jangan menghubungkan ground dengan chasing atau piranti lain Tanda "n" depan nama sinyal menunjukkan pin tersebut aktifrendah

Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

(logika 0)

3/8

ISSN 0216-3128

Tanda "." pata status dan kontrol menunjukkan bahwa bit tersebut bersifat hardware inverted, yaitu bahwa sinyal "dibalik" oleh interface parallel port. Misalnya jalur BUSY, jika +5V (Iogika I) dimasukkan ke pin ini, kemudian status registernya dibaca, maka akan dihasilkan 0 Volt (Iogika 0) di bit 7 pad a status register tersebut. Jika merancang hardware untuk dihubungkan ke komputer melalui parallel port, perlu diingat bahwa arus yang dapat ditarik maupun dimasukkan 12 mA untuk itu perlu menggunakan buffer agar tidak menarik atau memasukkan arus terlalu besar ke parallel port yang dapat mengakibatkan kerusakan hardware secara permanen. Standard Parallel Port (SPP) untuk melalukan jabat tangan (handshake) dalam komunikasi masih dilakukan secara "manuaf' yaitu dilakukan oleh software. Untuk menuliskan data 1 byte ke printer atau piranti lain maka software harus melakukan proses jabat tangan sebagai berikut[4] : 1. Tulis byte data ke port data. 2. Cek apakah printer busy. Jika busy, printer tidak bisa menerima data. 3. Set nStrobe ke rendah.

Ini untuk memberitahu

nSttobe

"---/

Busy

Eko PriyOfw, dkk.

printer bahwa data di jalur data (pin 2-9) adalah data valid. 4. Kembalikan nStrobe ke tinggi setelah selama 1-5 Jldetik dalam posisi rendah. Dalam mode Extended Capability Port (ECP) dan Enchanced Parallel Port (EPP), jabat tangan dilakukan oleh hardware sehingga sangat praktis karena software hanya menuliskan data ke alamat (awal) parallel port, dan kondisi normal maka semua dijamin beres. Telah disebutkan diatas bahwa dalam parallel port terdapat 17 jalur data (17 bit). Karena komputer memiliki 8 bit per alamat maka dibutuhkan 3 alamat fisik untuk setiap alamat parallel port yaitu data (8 bit), status (5 bit) dan kontrol (4 bit). Alamat fisik yang digunakan untuk kepcrluan ini disebut register, sehingga dikenal dengan register data, register status dan register kontrol. Alamat register tersebut berurutan yaitu jika alamat awal parallel port adalah 0378H maka alamat 0378H ini untuk register data, 0379H untuk status dan 037 AH untuk kontrol. Alamat yang demikian ini biasanya disebut offset yaitu jarak dari alamat awal. Adapun pemakaian alamat 8 bit untuk masingmasing register terlihat pad a Tabel 2a dan 2b.

'----

/

"---/ I

Dm

X_X

Gambar

1. Jabat tangan model Standard

Tabel2.

Register data parallel

I Parallel Port.

port.141

ReadlWrite Nama Data Write") Bit 0267435I 7 ke Properti port Bit Offset Data

Bit430256I Bit

*)

Jika port adalah bi:direksiona[ (dua arah) maka di register data ini dapat dilakukan operasi Read dan Write.

Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

ISSN 0216 - 3128

Eko Priyollo, dkk.

Offset

Bit 0Bit Bit Bit Bit 562 34I

Tabel2b. Register status parallel -(not) Bit Select Error Ack in 7keOnly Read/Write Nama Status IRQ Read port Paper Properti Busy Out

Tabel2c. Bit 63205I Bit4 Bit

Offset

Register kontrol parallel

3/9 port.141

port.141

-Enable Nama Auto Strobe Linefeed Bit Bit Read/Write 7 Via Select Bi-direksional Kontrol portke InitialRead/Write Printer (reset) Properti IRQ Ack

TAT A KERJA Pembuatan Perangkat Perangkat keras pada sistem ini berfungsi mengubah sinyal analog parameter MBE yang umumnya berupa sinyal tegangan menjadi sinyal digital 8 bit yang siap dibaca oleh perangkat computer dan menggantikan kerja tombol-tombol manual. Perangkat ini terdiri dari beberapa modul yaitu modul Universal I/O PPI-8255, modul 8 bit A DC-0808, modul penguat tegangan, modul relay driver, modul catu daya 5V dan 12V serta menggunakan parallel port (port printer) sebagai sistem komunikasi data. Modul ADC0808 Modul ini berfungsi untuk mengubah sinyal tegangan analog dari potensio yang dikopel dengan poros motor DC yang digunakan untuk mengatur arus filamen sumber elektron dan sinyal tegangan analog dari potensio yang berfungsi sebagai parameter acuan (set point) menjadi data digital 8 bit yang siap dibaca oleh komputer. Modul ADC0808 mempunyai 8 kanal masukan yang berfungsi untuk saluran parameter yang akan dimonitor. Adapun sistem pengkabelan (wiring) pada perangkat ini

adalah sebagai berikut : parameter acuan arus berkas elektron dihubungkan dengan kanal-I, parameter akuisisi arus berkas elektron dihubungkan dengan kanal-2, parameter acuan tegangan tinggi C-W dihubungkan dengan kanal-3 sedangkan parameter akuisisi tegangan tinggi C-W dihubungkan dengan kanal4 serta parameter akuisisi arus filamen dihubungkan dengan kanal-5 sehingga masih ada 3 kanal yang belum dimanfaatkan yang rencananya akan digunakan untuk pengembangan sistem akuisisinya. Modul HPI8255P Modul ini merupakan universal I/O PPI-8255 yang berfungsi sebagai jalur komunikasi data digital antara modul ADC0808 dengan perangkat komputer. Modul ini mempunyai 3 buah port data 8 bit yaitu port-A, port-B dan port-Co Port-A digunakan sebagai data digital keluaran 8 bit untuk mengaktitkan relay-relay yang berfungsi menggantikan kerja tombol-tombol operasi arus filamen secara manual, port-B digunakan sebagai data masukan 8 bit yang berasal dari hasil konversi parameter analog pada modul ADC0808, sedangkan port-C digunakan sebagai data keluaran yang berfungsi untuk mengatur keluar masuknya data dan memilih saluran parameter analog yang akan diubah menjadi data digital oleh modul ADC0808.

Prosiding PPI • PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

320

ISSN 0216-3128

Modul Penguat Tegangan Modul ini berfungsi untuk menguatkan sinyal tegangan yang kecil dari sistem monitor arus berkas elektron menjadi tegangan yang memenuhi syarat untuk dapat diproses oleh modul ADC0808 yang dalam hal ini adalah sinyal tegangan dari orde milivolt menjadi sinyal tegangan 5 volt. Pad a perangkat ini terdapat 6 buah penguat Op Amp yang besar penguatannya dapat diset hingga maksimal 50 kali. Modul Relay Driver Modul ini berfungsi untuk menggantikan kerja tombol-tombol operasi arus filamen secara manual menjadi otomatis melalui perangkat komputer. Modu] ini dibuat dengan komponen utamanya adalah transistor dan relay sebanyak 8 buah yang dapat menggantikan kerja tombol manual sebanyak 8 buah, namun pada perangkat ini yang dimanfaatkan baru 4 buah yaitu relay-], relay-2, relay-3 dan relay-4 sehingga masih ada 4 relay lagi yang dapat dimanfaatkan untuk pengembangan sistem aktuasinya dengan rincian sebagai berikut : -

Relay-] digunakan untuk menggantikan tombol UP arus filamen

kerja

-

Relay-2 digunakan untuk menggantikan tombol DOWN arus filamen

kerja

51

••

o:II

it

Eko Pr~I'()no, dkk.

-

Relay-3 digunakan untuk menggantikan tombol UP HV Cockroft-Walton

kerja

-

Relay-4 digunakan untuk menggantikan tombol DOWN HV Cockroft-Walton

ke~ja

Modul Catu Daya Modul ini terdiri dari 2 buah catu tegangan yaitu catu tegangan 5 VDC dan 12 VDC yang berfungsi untuk mencatu tegangan yang dibutuhkan oleh modul HP18255P, modul ADC0808 dan modul penguat tegangan. Perangkat

Komputer

Perangkat komputer pada sistem ini berfungsi untuk mengolah data hasil konversi sinyal analog parameter arus filamen sumber elektron menjadi besaran parameter yang sebenarnya berdasarkan hasil kalibrasi dan menampilkannya dalam bentuk angka digital dan gambar grafik pad a layar monitor. Adapun skema diagram dari perangkat keras sistem kendali arus berkas elektron pada mesin berkas e]ektron PTAPB-BATAN disajikan pad a Gambar 2.

PORT·B

PORT.C PORT· A

KOMPUTER TOMBOL DATA

TECANGAN'I1NGGt COCKROFT·WALTON

_______

, , ,,

1.._

,, I

I , I -'

Gambar

2.

Skema diagram perangkat keras sistem kendali arus berkas elektron MBE 350 key/tO mA.

Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

Eko Priyollo, dkk.

32/

ISSN 0216 - 3128

Rencana Instalas; Perangkat Instalasi perangkat bertujuan untuk menghubungkan perangkat sistem kendali kalang tertutup arlls berkas elektron dengan sistem instrumentasi dan kendali utama mesin berkas elektron. Instalasi perangkat dilakukan dengan cara menghubllngkan kabel sinyal maupun catu daya listrik sesuai dengan fungsinya. Ada 4 jenis kabel yang terdapat pada perangkat ini yaitu : I. Kabel catu daya listrik 220 VAC yang berfungsi untuk memberi catu daya Jistrik 220 VAC kepada perangkat. 2. Kabel printer yang berfungsi untuk menghubungkan antara perangkat sistem penampil dengan perangkat komputer. 3. Kabel sinyal akuisisi yang berfungsi untuk menghubungkan terminal sinyal parameter yang terdiri dari sinyal akuisisi arus filamen, sinyal data set point arus filamen, sinyal parameter akuisisi arus berkas elektron dan sinyal data set point arus berkas elektron dengan perangkat sistem kendali kaJang tertutup arus filamen sumber elektron. 4. Kabel sinyal aktuasi yang berfungsi untuk menghubungkan tombo\-tombol operasi manual

dengan relay-relay yang terdapat pada perangkat kendali kalang tertutup arus filamen sumber elektron. Adapun sistem instalasi perangkat sistem kendali kalang tertutup arus filamen sumber elektron adalah sebagai berikut : I. Hubungkan kabel catu daya listrik 220 VAC perangkat ke jaringan PLN (stop kontak). 2. Hubungkan kabel printer perangkat keras sistem kendali arus berkas elektron dengan perangkat komputer dimana konektor 08-25 (female) dihubungkan perangkat penampil dan konektor 08-25 (male) ke port printer CPU. 3. Hubungkan kabel sinyal ke perangkat kendali dan terminal kabel parameter yaitu konektor OB9 Gantan) ke perangkat kendali dan kabel-kabel sinyal ke masing-masing terminal sinyal parameter yaitu sinyal akuisisi arus berkas elektmn, sinyal data acuan arus berkas elektron, sinyal parameter akuisisi tegangan tinggi Cockroft-walton, sinyal data acuan arus tegangan tinggi Cockroft-Walton dan terminal berkas elektron dan sinyal parameter akuisisi arus filamen sumber elektron dengan rincian seperti pada Tabel 3.

Tabel3. Identifikasi warna kabel pad a perangkat Keakuisisi Kanal-7 Kanal-8 ADC-0808 Kanal-6arus -Ground Kanal-9 ADC-0808 Warna hitam kabel Putih Coklat Hitam Ke Kanal-2 HV AOC-0808 -CW Merah 8iru Parameter Kanal-I Kanal-3 Kanal-4 ADC-0808 berkas filamen Kanal-5 Perak bungkus Hijau HV-CW Keterangan Fungsi Kuning Parameter set point arus berkas Orange DB-9 FEMALE

kendali arus fila men MBE.

-8iru Hitam Putih Coklat Warna hitam kabel Merah Ground filamen arus berkas filamen Parameter Ke terminal HV-CW HV -CW arus berkas Hijau bungkus Fungsi Orange HV potensio-2 -CW Keterangan potensio-l Kuning Perak Keakuisisi terminal ground Parameter set point arus berkas DB-9 FEMALE

Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

322 4.

Hubungkan

ISSN 0216 - 3128 kabel

sinyal

aktuasi

ke perangkat

kendali dengan tombol-tombol operasi manual arus filamen sumber elektron yaitu konektor DB-

25 (male) ke perangkat Tabel4.

kendali

Eko Pr(l'o/lo, dkk.

dan

kabel-kabel

operasi dengan

manual

aktuasi arus

rincian seperti

filamen

ke

tombol-tombol sumber

pada Tabel 4.

(DB-25 female)

Identifikasi warna kabel pada perangkat

kendali arus filamen MBE .

. Merah Biru MerahRelav-8 Putih Biru Abu-abu LED-4 H itam LED-7 Putih Biru Coklat Warna kabelSwitch-\ Funl!si Hitam Merah LED-\ LED (Out) Tombol Filamen LED-2 DN LED-3 HVFEMALE UP DN UP LED-5 LED-8 KuningGround Coclat LED-6 Hiiau Hiiau Relav-5 (In Ungu Relav-7 Ungu Jingga Jingga Relav-\ Relav-] Relav-3 Switch-] Kuning JinggaRelay-7 Relav-8 Relav-5Switch-\ Switch-2 Switch-\ (In) Relav-6 Hijau Relay-2 Keterangan KuningRelav-3 Relav-2 (In) 08-25 Relav-4 Tombol lOut) UP DN filamen HV-CW filament HV-CW

14 1]0] ]2 ]3 2] 22 23 \9 24 25 20

Warna kabel titik titik titik hitam hitam merah hitam LED7Tombol merah Putih Hiiau muda titik hitam hitam Biru Hiiau titik mcrah titik putih merah Ground Keterangan Fungsi garis hitam LED-8 LED-6 Biru hitam LED-5 Kunci LED-2 L LED-4 LED ED-3 Filamen HV UP DN DN Out) garis merah R elay-7 Tombol Kunci merah Relay-5 Switch-] Hijau tuagaris HV-CW Abu-abu garis merah merah hitam DN filament IIV-CW Hijau tua garis kuning hitamLED-\ putih Re!ay-8 Switch-2 In) Relay-6 (In) Relay-7 Relay-] Re]ay-3 HV-CW 08-25 MALE Relay-3 HV -CW Relay-8 (IOut) n) UP filamcn Kunci Relay-4 Relay-2 Tombol Switch-I UP tilamen (Out) In)

Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 JuJi 2006

elektron

ISSN 0216 - 3128

/:'kll l'riYIII/II, tlkk.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hluil Pengujian Unjuk Kerja Perangkat Untuk mengetahui unjuk kerja perangkat sistem kendaJi arus filamen sumber elektron, maka telah dilakukan uji coba operasional perangkat. Uji coba operasi perangkat dilakukan dalam beberapa tahap yaitu : uji coba linieritas yang terdiri dari linieritas modul ADC-0808 dan modul penguat (Op Amp) serta uji coba unjuk kerja perangkat secara simulasi

Berdasarkan garnbar grafik tersebut kemudian dibuat bentuk persamaan Iinier hubungan antara sinyaI tegangan parameter operasi dengan sinyal digital hasil konversi rnodul ADC yang hasilnya adalah : y = 27,042x + 0,0485 dengan R2 = I, dengan y adalah data digital hasil konversi sinyal tegangan analog dan x adalah sinyal tegangan analog yang rnasuk modul AOC. Sedangkan R2 adalah Iinieritas (Chi square). Oari persamaan linier tersebut, maka dapat dihitung besamya sinyal tegangan dari parameter yang masuk ke modul AOC sebagai b en'k ut:

Uji Linieritas

323

Y - 0,0485 x=----. 27,042

Uji coha Iinierifa.'t modul ADC

Uji coha Iinieritas modul penguat tegangan

Uji coba ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja modul ADC dalam mengubah sinyal analog parameter operasi yang berupa sinyal tegangan menjadi sinyal digital yang siap dibaca oleh perangkat komputer. Uji coba ini dilakukan dengancara memberi sinyal tegangan masukan modul ADC yang keluarannya dibaca pada perangkat komputer. Dari hasil uji coba ini diperoleh data hubungan antara sinyal tegangan parameter operasi yang masuk modul ADC dengan sinyal digital hasil konversi modul ADC yang dibaca oleh perangkat komputer dimana, data tersebut kemudian dibuat dalam bentuk gambar grafik seperti terlihat pada Gambar 3.

Uji coba ini bertujuan untuk rnengetahui besamya penguatan yang dihasilkan oleh rnodul penguat tegangan dan uji coba ini dilakukan dengan cara memberi tegangan masukan pada rnodul penguat tegangan dalarn orde rnili Volt dan rnengarnati tegangan keluarannya dengan multimeter digital. Untuk setting penguatan dapat dilakukan dengan cara rnemutar variabel resistor (potensio) dirnana pad a perangkat ini besamya penguatan dibatasi hingga 50 kali. Dari hasil uji coba diperoleh data hubungan antara tegangan masukan dan keluaran modul penguat tegangan yang kemudian dibuat dalam bentuk grafik serti terlihat pada Garnbar 4.

300 U 250

c>: 00 :.::« ., .~

200 50 100 150

8

10

Tegangan masuk (Volt)

Gambar

3.

Grafik hubungan antara sinyal tegangan parameter dengan sinyal digital hasil konversi modul ADC.

Prosiding PPI • PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan· BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

operasi

324

ISSN 0216 - 3128

i J

Eko Priyono, dkk.

5000 Y. 38.857. + 23.148 R2 • 0.9999 41100

J 3000

2000

1000

25

50

75

100

125

TeganQan masukan «mV)

Gambar

4. Grafik hubungan antara tegangan modul penguat tegangan.

Berdasarkan gambar grafik tersebut kemudian dibuat bentuk persamaan Iinieritas hubungan antara sinyal tegangan masukan dan keluaran modul penguat tegangan yang hasilnya adalah : y = 38,857x + 23,146 dengan R2 = 0,999, dimana y adalah sinyal tegangan keluaran modul penguat dan x adalah sinyal tegangan analog yang masuk modul penguat. Dari persamaan Iinier tersebut, maka dapat dihitung besamya sinyal tegangan dari parameter yang masuk ke modul penguat sebagai berikut: y-23,146 x = ---38,857 Uji coba unjuk kerja perangkat Uji coba ini bertujuan untuk mengetahui unjuk kerja perangkat sebelum dipasang atau digabungkan dengan sistem instrumentasi dan JlESI,r flERE,AS' HEH1:OY ·nl/\.I' -'/0 lJ,j PISTF/I .. ·If'lI - IUl.1 \ ) ()(,)IA'tI/TI

-1<0,

",!

II

........ ;)",

I

,'I"

.,'. "

If>

keluaran

kendali mesin berkas elektron yang scbenarnya. Uji coba ini dilakukan secara simulasi dengan memberi sinyal tegangan masukan dari luar (power supply) pad a perangkat yang kemudian dibaca dan ditampilkan dalam bentuk angka digital dan gambar grafik pada layar monitor. Pad a uji coba ini juga diamati unjuk kerja sistem aktuator yang terdiri dari relay-relay yang berfungsi menggantikan kerja tombol operasi yang digunakan untuk menaikkan dan menurunkan arus filamen sumber elektron. Dari hasil uji coba ini diketahui bahwa perangkat mampu membaca dan menampilkan data digital dan gambar grafik pada layar monitor sesuai dengan data simulasi yang dimasukkan pad a perangkat tersebut dan dapat mengaktitkan relay-relay secara otomatis apabila nilai arus berkas elektron lebih besar atau lebih kecil dari nilai set point ± 2% seperti terlihat pada Gambar 5 dan Tabel-5, VESl.Y !lEn.,j') I'iS'lIA, .WfJ

·no hr/IO

ELEE:TP.O.\' - IW.JX Hx;rAA'AN-J

!IV 11-4r In

~V! SH f'UItH

m,H;W

I

~•••••••••••••••••••••

·.·m'.·.·,.,

Gambar

'.. ' "

"

"

1 ," .. '.'."

"'- un.

I

1'\1 (,:J f
5. Bentuk tampilan layar monitor hasil uji coba sistem kendali arus berkas elektron secara simulasi. Proslding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan· BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

mA

- ~v

Sff

" _. " •••••••••••••••

---------------.. ..... I~ .''''

"".',,,

masukan dan tegangan

POI"' B.' ,

•

ISSN 0216 - 3128

Eko Priyono, dkk.

325

Tabel 5. Data hasil uji coba perangkat Akuisisi SEt Point OFF OFF LEO-4 LEO·3 LEO·2 LEO-1 Par amEt EJ" Arus TombolDN Tombol OFF OFF ON ON OFF ON OFF ON 8erkas ON OFF dan U H\.tCW fila LED men tidak dan aktif LED H\.t TombolUP OFF Cockroft·W HV·CW a~Qn dan LED aktW aktWLAMPU LED 3.22 D3P N ~Iamen 3,29 dan KONOISI aktif 356.re 364.71 Raay·2 Ra ay. Raay·4

sccara simulasi. Keterangan

KONOISI RELAY

Spe.\'ifikm.i Tekllik Spesifikasi teknik perangkat keras sistem kendali arus berkas elektron mesin berkas elektron PTAPBBA TAN adalah sebagai berikut : 1. Catu Daya Tegangan

2. Saluran Parameter Analog

Modull/O PPI-8255 Modul ADC-0808

5 5

Modul Penguat Tegangan

± 12 VDC

Jenis konektor Jumlah

DB-9 Female 8 buah maks. 10 VDC

Tegangan Masukan 3. Komunikasi Data

4. Relay 5. Kabel Penghubung

VDC VDC

Jenis Komunikasi Data Saluran Antar-muka

Paralel

Jenis Konektor

DB-25 Jantan

Jumlah

8 buah

Catu daya

12VDC

Kabel interface

kabel printer 9 buah

Kabel sinyal akuisisi Kabel sinyal aktuasi

Port Printer

: 25 buah

KESIMPULAN

filamen jika besamya parameter akuisisi arus berkas elektron lebih besar atau lebih kecil dari

Dari hasil pembuatan dan uji coba perangkat keras sistem kendali arus berkas elektron secara simulasi yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan bahwa :

Untuk itu nilai set point yang ditentukan. perangkat ini siap dipasang atau digabungkan dengan sistem instrumentasi dan kendali MBE yang ada.

1. Unjuk kerja perangkat keras sistem kendali arus berkas elektron telah berfungsi sesuai dengan unjuk kerja yang diharapkan yaitu membaca dan menampilkan parameter yang dimasukkan ke kanal-kanal modul ADC-0808 dan mengaktifkan relay-relay pengganti tombol operasi manual arus

2. Perangkat keras sistem kendali arus berkas elektron MBE PT APB-BA TAN belum digabungkan dengan sistem intrumentasi dan kendali MBE yang sebenamya karena perlu mendapat ijin dari pejabat yang berwenang dan kemungkinan masih diperlukan komponen

Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

326

ISSN 02]6-3]28 tambahan

terutama

agar perangkat kerjanya.

untuk sistem

ini

lebih

keselamatan

sempurna

unjuk

Eko Pr~r(}no. dkk.

Eko Priyono

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

- Cara kerja sistem kendali ini ada/ah : ams fi/amen sumber e/ektron yang disensor menggunakan potensio yang sudah terkalibrasi dibaca o/eh perangkat, begitujuga dengan ni/ai set point yang diatur o/eh dial potensio. Hasi/ pembacaan dibandingkan, bi/a terjadi perbedaan maka akan terjadi ak.~i gerak motor untuk menyamakan antara arus terukur dengan arus referensi.

I. Bpk. Drs. Djoko S. Pudjorahardjo yang telah memberi saran, nasehat dan mengoreksi makalah.

- Parameter yang dikendalikan saat ini baru arus fi/amennya dan untuk yang akan datang tegangan tinggi CW juga akan dikendalikan.

2. Bpk. fr. Djasiman yang telah memberikan saran dan meluangkan waktu untuk diskusi.

Sayono

UCAP AN TERIMA KASIH

3. Bpk. Ir. Suprapto yang telah memberikan saran dan meluangkan waktu untuk diskusi. 4. Bpk. Kasiyo yang pembuatan perangkat.

telah

membantu

dalam

- Berapa besarnya batas arus minimum dan maksimum yang dihasilkan agar filamen pemanas dapat bekerja secara optimum? - Apa kelebihan dan kekurangan penggunaan komponen ADC 0809 modul pad a pembuatan pcrangkat kcras dari sistcl11ini'?

DAFT AR PUST AKA Eko Priyono I.

Kumpu/an Maka/ah Seminar Sehari Perancangan Mesin Berkas E/ektron 500 KeV/ /0 mA; PPNY-BATAN; Yogyakarta; 1996.

2. Kumpulan Data Penting Komponen Elektronika, Paduan acuan cepat IC linier, TTL, CMOS, Multi Media, Jakarta, 1985. 3. BUDIHARTO, Mikrokontro/er, Jakarta, 2004.

Interfacing Komputer dan PT. Elex Media Komputindo,

4. OWl SUTADI, I/O Bus & Motherboard, Offset, Yogyakarta, 2004.

Andi

5. J.P.M. STEEMAN, Data Sheet Book 2, PT. Elex Media Komputindo, Jakarta, 1988

Ants ji/amen mll1lmUm agar MBE dapal menghasi/kan arus berkas yang mampu dillkllr o/eh meter ada/ah /ebih besar dari /0 A. Sedangkan arus fi/amen maksimum rencana dibatasi sampai 15 A agar filamen tidak putus. - Ke/ebihannya parameter dapat di/ihat da/am bentuk angka digital sehingga hasi/ pembacaannya pasti tapi kekurangannya ADC 0809 Cuma 8 bit sehingga hasi/ konversinya kurang akurat dan dimasa mendatang akan diusahakan menggunakan 12 hit. Utaja - Seberapa jauh akan timbul kondisi tluktuasi akibat overshoot, sebab suhu adalah peristiwa kelembaman (tidak mend adak). Eko Priyono

TANYAJAWAB Yoyok Dwi Set yo - Bagaimana cara kerja sistem kendali akselerator. - Parameter apa yang dikendalikan.

Sampai saat ini uji tahap simu/asi tetapi antara perubahan terhadap perubahan yang akan ditetapkan minimum.

coba perangkat baru pada nanti akan dicari hubungan gerak motor minimum arus fi/amen yang te/:jadi sebagai waktu putar motor

KE DAFTAR ISI

Prosidlng PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006