PERANCANGj~
DAN PEMBUATAN
SISTEM OTOMATIS
PENCACAH F][L TER TEST USAP
Subari Santoso, Bamb,ang Supardiyono, Dewi Katamsi P3TJ.,f-Batan, Katak Pas 1008, Yagyakarta 550101
ABSTRAK
PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SISTEM OTOMATIS PENCACAH FILTER TEST USAP.Telah dirancang don dibuat sistem otomatis pencacah filter test usap menggunakan personal komputer dengan menambahkan perangkat keras don perangkat lunak Dengan penambahan tersebut, beberapa sampel dapat dicacah secara bergantian don otomatis untuk diketahui aktivitasnya. Rangkaian perangkat keras terdiri dari perangkat keras mekanik don elektronik Perangkat keras mekanik terdiri dari sitem penggerak horizontal untuk pergantum 12 sampel, sistem pencacah. sistem penggerak vertikal naik untuk mendekatkan sampel ke detektor don ve.rtikal turun pergantian sampel berikutnya. Perangkat keras elektronik terdiri dari : pencacah 8253. peranta.ra data paralel 8255, pemilih alamat. rangkaian penguat arus, don 2 buah motor stepper. Hasil cacahan d,~pat disimpan dalam file yang dapat diedit kembali untuk penambahan data atau dicetak pada kertas printer. Rangkaian elektronik telah diuji dapat berfungsi dengan baik serlo grafik pembacaan sudut penempatan sampel don sistem cacah adalah linear don stabil dengan koeflSien regresi r=O.9996. Untuk penin~~katan unjuk kerja masih diperlukan peningkatan pembuatan rangkaian mekanik penulljang.
ABSTRACT
DESIGN AND CONSTRUCTION OF AOTOMATICALLY SYSTEM SMEAR TEST COUNTING. An interface system of smear test samples and the personal computer IBM has been made. By this additional card the 12 samples data for smear te!1t could 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
Yogyakarta, diambil beberapa macam contohlingkungan diantaranya adalah : sampel tes usap, tanah, tumbuhan, air lingkungan, jatuhan (fallout) daD udara. Dalam keadaan Reaktor beroperasi fre-kuensi pengambilan cuplikan 1es usap dilakukan satu hari sekali pada 10 tempat yang berbeda daD dalam keadaan reaktor tidak beroperasi pengambilan sam-pel dilakukan seminggu 2 kali. Untuk mempermudah daD mempercepat perhitungan serta analisa data maka dibuatlah rangkaian penghubung antara per-alatan pencacah sampel tes usap dengan komputer. Alat pencacah ini mempunyai sebuah detektor tipe GM dengan 1 buah keluaran. Pulsa ke1uaran detek-tor masuk ke rangkaian pre amplifier, amplifier, sca daD sistem cacah. Jumlah pulsa tiap meDii ditampi1-kan ke LED 7 segmen dengan waktu yang dapat di-atur 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 daD personal
P embangunan yang semakin pesat khusus-nya dalam bidang teknologi dan industri serta semakin meningkatnya pengg1JDaan zat 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, sangat penting untuk dilakukan dalam kaitannya dengan pembangunan dan pengoperasian suatu 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 Pusat Penelitian Nuklir
komputer dengan mengambil pulsa digital daTi keluaran rangkaian pencacah dan dimasukkan ke pencacah terprogram IC 8253. Sistem baru yang dibuat dapat mencacah 12 sampel bergantian secara pergantian sam pel) dan gerakan vertikal untuk pengambilan sampel untuk dicacah dengan tenggang waktu yang telah ditentukan.
digerakkan turun oleh motor stepper dan ganti sampel berikutnya untuk dicacah dengan gerakan horizontal.
TATA KERJA DAN PERCOBAAN
Prinsip Kerja Perangkat KerasRancang bangun sistem otomatisasi pencacah filter test usap tertihat pada gambar t.
Susunan Rangkaian interface'
Susunan rangkaian interface ditunjukkan pada gambar 2, terdiri dari :
1. Programmable timer / counter IC D8253C-2 digunakan sebagai pencacah pulsa keluaran dari rangkaian pencacah sistem lama yang terdiri dari sederetan rangkaian IC 7490. IC8253 mempunyai data 8 bit (00-07) yang dapat dihubungkan secara paralel dengan data bus komputer untuk dianalisa lebih lanjut.
2. Programmable Pheriperal Interface (PPI) 08255C-2 berfungsi sebagai perantara keluaran paralel 3x8 bit data digital clan difungsikan sebagai penggerak 2 motor stepper untuk pergantian (gerak horisontal) clan penempatan sampel ke detektor (gerak naik-turun atau gerak vertikal).
3. Rangkaian penguat arus tersusun dari transistor BC141, TIP3055, resistor clan diode IN4007, berfungsi sebagai rangkaian penguat arus untuk gerakan motor stepper.
4. Oekoder 74138.dan 7420 digunakan untuk menentukan alamat dari kartu interface yang dibuat, dalam hal ini dipilih alamat 260-263H dan 26C-26F. Pemilihan alamat ditunjukkan pada tabel I.
Gambar Perancangan Sistem
Pencacah filter test usap.
Otomatisasi
Sampel digerakkan ke dekat detektor oleh motor stepper dengan arab gerakan keatas (vertikal), sistem cacah difungsikan dengan waktu yang diberikan oleh user. Selesai dicacah sampel Tabel I. Sistem pemilihan alamat kartu interface
A9, A6, &1 clan A5 digunakan sebagai masukan 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
akan mengaktitkan keluaran nomer 0 (YO) berkondisi 0 yang dapat mengaktitkan chip select daTi IC D8255C-2 untuk gerakan 2 motor stepper melalui PAO-PA3 clan PBO-PB3. Sedangakan alamat 26C-26F menggunakan keluaran Y3 dari dekoder 74138 untuk mengaktitkan pencacah D8253C-2. Alamat 260-263 clan 26C-26F dibaca oleh personal komputer de,ngan menggunakan program Turbo Basic.
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Percobaan yang dilakukan adalah menguji kestabilan sistem pencacah IC 8253 daD ketepatan
sudut penempatan sampel oleh gerakan motor
stepper.
-..
Cacah yang dihasilkan
Pengujian Pencacah IC 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 frequensi 0.1 -1 Hz (mendekati cacah sebenamya) dan waktu cacah 10 menit dan didapatkan data pacta tabel 2 dan graflk pacta gambar 3. ".s>
#.
#~
.§P.f
...s> ~ ~ ~ '?" c?,} 0 "7 0 ',5' 0'6'Cacah yang diinginkan
'?> l?cj' 'l09
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, koefisien a = -1.8, koef. b= 59,6909091
Pengujian Motor Stepper
Gerakan kearah horisontal digerakkan ~leh motor stepper untuk pergantian sampel. Tanggapan yang diuji adalah besar sudut yang dihasilkan oleh motor stepper terhadap masukan yang diberikan. Pengukuran sudut dilakukan dengan cara memberikan busur sudut pacta motor stepper yang telah diberi jarum penunjuk. Data pengukuran sudut yang dipcroieh ditunjukkan tabel 3. Dari tabel tsb. terlihat bahwa hubungan antara sudut yang diinginkan dan sudut yang sebenarnya adalah linear yang berarti bahwa sudut yang sebenarnya tidak terlalu berbeda dengan sudut yang diinginkan. Graftk sudut yang diinginkan dan sudut yang diperoleh ditunjukkan gambar 4. Beban maksimum yang dimaksud adalah berat tempat penampung sampel yang diisi dengan penampung sampel dan sampel, sedangkan berat minimum adalah motor stepper hanya menggerakkan tempat penampung sampel saja.
Gambar 2 Susunan rangkaian pencacah dan penggerak motor stepper.
Tabel 2. Pengujian Sistem Pencacah.Cacah rata-rata t = 10 menit No Freq. FG (Hz) Cacah seharusnya Hasil cacah 58 121 178 235 298 354 416 481 536 598 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
9.
10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 60 120 180 240 300 360 420 480 540 600Dari hasil kalibrasi tersebut terlihat adanya sedikit penyiIrpangan hasil cacah, unhlk frequensi pulsa masukan 0.1 -1 Hz dicacah selama 10 menit. Hal tersebut dikarenakan dalam mengeset frequensi pulsa masukan tidak tepat sedilcit acta pergeseran dalam memutar tombol saat mengeset frequensi pulsa masukan (sulit mendapatkan pulsa masukan yang stabil).
Tabel3. Rata-rata basil pengukuran sudut motor stepper perioda 0.043 detik beban max. & min.
tabung sesuai dengan waktu tunda yang dimasukkan secara. tepat .clan menarnpilkan
infonnasi proses yang sedang berjalan.
Pengujian terhadap sudut perputaran pada tempat cuplikan yang dibentuk oleh motor stepper memberikan basil yang linear dengan koefisien regresi r = 0.9996 clan maksimum cuplikan yang dapat dimuat sebanyak 12 cuplikan clan digerakkan secara otomatis oleh 2 buah motor stepper sehingga menarnbah efisiensi sistem.
Sistem yang dibuat masih perlu peningkatan dalarn hal pembuatan sistem mekanik clan diharapkan dapat menggantikan sistem sebelumnya (manual) diganti dengan sistem otomatis yang lebih baik dari pada sistem secara manual.
UCAP AN TERIMAKASIH
Terirnakasih karni ucapkan Bp. Drs. Purwanto sebagai Ka. Bidang KKK yang telah memberikan fasilitas yang diperlukan untuk melakukan penelitian inj, terimakasih juga karni ucapkan kepada Sdr...Juwarno, Barnbang Sumanto dan Barnbang Suwarno, dati rekan-rekan Balai lnstrumentasi yang telah membantu melakukan penelitian ini.
~
~AFT AR PUST AKA
I. WIE, YAP, IR., Turbo Basic dan Aplikasinya, Andi Offset, Yogyakarta, 1994
2. Technical Associatee, Manual Of Operations Automatic Recycling Scaler FS-8 Series. 3. SUBARI SANTO SO, dkk., Pembuatan Sistem
Kontrol Aliran Eluen Pada Proses Pengendapan Bertingkat Menggunakan IBM-PC, Prosiding Pertemuan Ilmiah XV HFI Jateng & DIY,
Semarang 31-8-1996.
4. SUBARI SANTOSO, Rancangbangun Eluiter dan Sistem Kendali Konduktometer, Presentasi Ilmiah 16 Desember 1996.
5. LEWIS C. EGGEBRECHT, "Interfacing to the IBM Personal Computer" Howard W. Sams & Co. Inc. Second Edition, Fifth Printing, gains, Indiana 46032 U~A, 1992.
6. IAEA, Interfacing in Nuclear Experiment Part 2 Basic Experriment, IAEA, Chiang May University,
7. SOEPONO SOEPARLAN. "Pengantar Mikroprsesor 8086/8088, 80186, 80286, 80386 dan 80486
.ro 6'0 .90 b 76) 7~ "';: "'~ "'.>c .rQ .r~ ~
"-0 V V 0 0 0 V V VO
Sudut yang cHnginkan
Gambar 4. Graflk sudut putaran motor dengan beban daD tanpa beban.
Jumlah data 12, nilai terendah = 29.5, nilai tertinggi = 360, koefisien korelasi r = 0.9996, koefisien a = 0.701 daD koefisien b = 30.05
KESIMPULAN
Berdasarkan daTi basil pengujian, dan pengolahan data dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:
Telah dilakukan perancangan dan pembuatan sistem otomatis pencacah filter test usap dan dapat meningkatkan efisiensi kerja didukung perangkat lunak untuk memudahkan sistem operasional. Perangkat lunak yang telah dibuat mempunyai kemampuan untuk mengaktitkan interface guna melakukan proses pencacahan sampel, memanggil
Proseding Pertemuan don Presentasi I/miah
P3 TM-BATAN. Yogyakarta 14-15 Ju/i 1999 Buku1 285
Budi Santoso
* Apalkah nilai digit 1 memberikan supply arus pada stepper motor yang tetap.
Subari Santoso
* Motor stepper membutuhkan 4 bit sekaligus dalam kondisi tertentu agar motor bergerak minimal 0,90 adapaun yang dikehendaki sekali gerak 300 atau 34 data digital. Arus yang dibutuhkan 1 ampere, rangkaian penguat arus bisa ditarik beban sampai dengan 3 ampere daD kebutuhan arus tetap 1 ampere.
TANYAJAWAB
Hero Setyadi* Berapa sudut simpangan tiap elemen sampel * Apakah reaksi yang ten:acah tidak tercampur
dengan dengan sampel yang lain. * Detektor apa yang akan aJlda pakai. * Berapa besaran kolimator yang anda pakai. Subari Santoso
* Sudut pergantian sampel masing-masing 30°' besar ralat perhitungan cukup kecil karena dengan perhitungan regresi linier didapat r = 0,9996.
* Ada 12 sampel yang dica4;ah satu persatu secara otomatis sampel yang :;edang tidak dicacah terlindung dibawah tleksi:glas dan yang tercacah dibuatkan shielding timba.l 4 cm arab melingkar santpel.
* Detektor yang dipakai tipc~ GM dengan tegangan operasional 900 V DC.
* Kolimator berdiameter 5 <:m sesuai dengan lebar detektor.
