RANCANG BANGUN KALIBRATOR DAN SIGNAL SELEKTOR KANAL DAYA LOGARITMIK ANALOG.

(1)

Dewita, dkk. ISSN 0216-3128 189

RANCANG

BANG UN KALIBRATOR

DAN SIGNAL

SELEK-TOR KANAL DAY A LOGARITMIK

ANALOG

Dewita, Sri Prihartinto, Fx Suparjan

Pusat Teknologi Ak.\·elerator dan Proses Bahan - BATAN

ABSTRAK

RANCANG BANGUN KALIBRATOR DAN SIGNAL SELEKTOR KANAL DAYA LOGARITMIK ANALOG. Telah dilakukan analisa rangkaian Kalibrator dan Signal Selektor yang merupakan bagian dari Kanal Daya Logaritmik rancangan Rukmono dkk. Rancangan Modifikasi rangkaian tersebut juga telah dilakukan. Rangkaian kalibrator pada posisi ke tiga pulsa keluaran tidak sesuai dengan pulsa keluaran alat acuan (buatan General Atomic). Dengan mengubah kristal dan pembagi frekuensi maka didapat pulsa yang sesuai. Modifikasi pada signal selektor dilakukan dengan menggunakan IC LM317. dapat mengurangi saW larik dad sak/ar enam posisi sehingga rangkaian menjadi lebih sederhana.

ABSTRACT

/)/~SIGN AND DEVELOPMENT CAL/I3RA'lVR AND SIGNAL SELECTOR OF ANALOG TYPI'; WIDt: RANGE LOGARITMIC POWER CHANNEL. Circuit analysis of Calibrator and Signal Selector design by Rukmono which were a part of Wide Range Log Power Channel has been done. Modification design of the circuits has also been done. At third posision of calibrator circuit. the output pulse was not as same as the reference instrument ( made by General Atomic). By change the crystal and frequency divider circuit it would be got the acceptable pulse. Modification at signal selector using IC LM3 17 can decrease one array of switch six position and the circuit become more simply.

PENDAHULUAN

Daerah

_{dekade dimulai dari keadaan subkritis sampai}fluks neutron reaktor daya meliputi 15 daya penuh. Sangat sulit kiranya memonitor jang-kauan ini dengan satu instrumen sehingga peng-ukuran fluks neutron dibagi menjadi beberapa daerah pengukuran dimana masing-masing peng-ukuran memiliki instrumen berikut prose:> peng-ukurannya.

Pembagian daerah pengukuran sebagai berikut:

a. Daerah pengukuran sumber (source range): Pengukuran fluks neutron daerah ini meliputi 6 dekade mulai bagian fluks neutron paling bawah (subcritical shut-down reactor) sampai reaktor start up.

b. Daerah pengukuran menengah (intermediate range): Pengukuran fluks neutron daerah ini meliputi 6 dekade bagian atas yaitu mulai daerah start up sampai daya penuh.

c. Daerah pengukuran daya : Pengukuran fluks neutron daerah ini meliputi 3 dekade yaitu mulai 3 prosen daya penuh sampai 125 prosen daya nominal.(I]

Salah satu masalah yang dihadapi BA TAN dalam bidang instrumentasi adalah bagaimana menjaga kelangsungan pengoperasian reaktor nuklir yang telah beroperasi di Indonesia khususnya reaktor riset jenis TRIGA yang ada di Yogyakarta dan Bandung. Oleh karena itu membangun kemampuan dengan program penguasaan dan pengembangan di bidang Sistem Instrumentasi & Kendali (SIK) perlu dilakukan terutama untuk tujuan jangka pendek. Kanal Daya Logaritmik (KDL) merupakan salah satu sub sistem SIK (Sistem Instrumentasi dan Kendali) reaktor, fungsinya untuk mengukur fluks neutron dan perioda reaktor pada pengukuran tingkat sumber dan tingkat menengah agar diperoleh jangkauan lebar. Kalibrator dan signal selektor merupakan bagian dari KDL yang fungsinya untuk menguji dan kalibrasi KDL . Tahun 1979 telah dibuat prototype kalibrator dan signal selektor oleh Rukmono, dkkP], sayangnya rangkaian ini tidak disertai dengan penjelasan tertulis. Modifikasi prototype lama dengan menggunakan IC generasi baru dan interkoneksi an tar modul menggunakan standar Euro card3] diharapkan akan mendapatkan rangkaian yang lebih sederhana sehingga mudah dipahami dan lebih handal.

Prosiding PPI - PDIPTN 2006 Pustek Akselerator dan Proses Bahan· BATAN

Yogyakarta, 10 Juli 2006

(2)

/90 ISSN 0216 - 3128 _{Dew;ta, dkk.}

TAT A KERJA

Diagram kotak dari Kanal Daya logaritmik disajikan pada Gambar I.

Kalibrator dan Signal selektor merupakan satu kesatuan rangkaian yang diperlukan untuk menguji apakah sistem keseluruhan dapat bekerja dengan baik sesuai dengan yang diinginkan (peng-ukuran tingkat sumber dan menengah). Frekuensi dan lebar pulsa yang diinginkan dihasilkan dari

rangkaian kalibrator sedang tinggi pulsa dipilih dengan rangkaian signal selektor disajikan pad a Gambar 2. Rangkaian Kalibrator buatan GA (General Atomici4] terdiri dari IC yang sudah langka dipasaran, oleh karena itu rancangan diganti dengan IC 7490. Karena rangkaian hasil rancangan Rukmono dkk tidak ada penjelasan secara tertulis maka dianalisa kembali dan bila perlu dilakukan modifikasi sehingga mendapatkan rancangan prototype versi 0 . EO ealu Ooya Tegangan Tinggl E1

Laju Cacah Logarftmlk Kelu",an Log AC

EI Kelueran gs bungan 10" PPS PPS 10' 10' PPS 10"

Gambar 1. Diagram kotak dari system Kanal Daya Logaritmik.

O.8~'

!

._.1

- hJSQC

t;:

lJJr

Poslsl2

i

...

0.8Y

l

Il:.sec

-Po.I.13 ~8V~

4

5,

1-

I :.-...

--!- "

-I

sec .

I

see

I

see

Po.lsl" 30CnV . __ • .J... 10 kHz

IDS\)

.. see PosislDO. 9,

m_.J.

4'~

r

I '''"'

Po.I.11 •__

u.1V

Posl.li rREQ • I COcps FR£Q· iO kKI

Gambar 2. Bentuk gelombang pada posisi saklar I sampai dengan 6.

Prosiding PPI • PDIPTN 2006

Pustek Akselerator dan Proses Bahan· BATAN Yogyakarta, 10 Juli 2006

(3)

Dewita, dkk. ISSN 0216-3128

-

_/9/

Salah satu modifikasi yaitu interkoneksi antar

board menggunakan backplane standar EURO card. Pad a tulisan ini lebih ditekankan pada analisis rangkaian rancangan Rukmono, dkk dan modifikasi rangkaian yang memungkinkan untuk dilakukan. Sehingga pulsa keluaran yang diharapkan sebagai keluaran signal selektor seperti disajikan pada Gambar 2 untuk posisi I sampai 6 dapat terealisir.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis Rangkaian

Kalibrator

Kristal yang digunakan sebagai pembangkit pulsa 5 MHz, IC 7490 dirangkai sebagai pembagi 5 dan pembagi 10. Sebagai pembagi 5 diambil pada keluaran Qo dan sebagai pembagi J0 diambil dari

keluaran QA. Lebar pulsa yang dikehendaki 51ls

Dari Kristal 5 MHz

untuk posisi 4,5 dan 6 dan IllS untuk posisi I, 2 dan 3 sedang frekuensinya 10kHz untuk posisi 4,5,6 dan 2 dan 100 Hz untuk posisi I sedangkan posisi 3 frekuensinya khusus 100 kHz.

IC pertama 7490 dipakai sebagai pembagi 5, penghasil frekuensi I MHz dipakai sebagai pem-bangkit lebar pulsa IllS. IC kedua sebagai pembagi 5 penghasil frekuensi 200 kHz dipakai sebagai pembangkit lebar pulsa 51ls dan sebagai pembagi 10, penghasil frekuensi 100 kHz. IC ketiga sebagai pembagi 10 penghasil frekuensi 10 kHz . IC ke empat dan lima keduanya sebagai pembagi 10 penghasil frekuensi akhir J00 Hz seperti pada

Gambar 3. Pada saat posisi 6, 5 dan 4 diseleksi pin 20 atau pin 26 dan 25 ditanahkan secara bergantian sehingga yang dilewatkan frekuensi 200 kHz (Gambar 4). Hal ini untuk mendapatkan lebar pulsa (5Ils) sedang frekuensi ke tiganya tetap yaitu J0 kHz

Gambar 3. Rangkaian pembagi ferquensi rancangan Rukmono dkk.

26 zo vee R! t~

~vcc

"

III

ZIOB 74L876 1f2Z10A

) f1. Q

II

)

~

QIS C~ eu: 10KHz 1~

1

x

e ~

10

V-

"

7

13 on

Gambar 4. Rangkaian untuk posisis 4, 5 (25,26) dan 6 (20).

Prosiding PPI - PDIPTN 2006

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

(4)

/92

-

ISSN 0216 - 3128 Dewita, dkk.

Dioda DI dan D2 dipasang agar pada pilihan posJsJ

4,5

dan

6, Z9

A aktiF sehJngga pulsa fl-ekuensJ

10kHz dapat lewat. Pada posisi 3,2 dan 1 (Gambar 5), pin 29, 23 dan 17 ditanahkan sehingga Z7D aktif, frekuensi 1 MHz penghasil lebar pulsa IllS lewat. Pada posisi 1 (17) yang dilewatkan frekuensi 100 Hz sedang pada posisi 2 (23) yang dilewatkan frekuensi 10 kHz.

Rangkaian 74LS76 (ZIO) menghasilkan frekuensi atau bentuk pulsa seperti pada masukan klok Z 1OB sedang lebar pulsa ditentukan oleh frekuensi yang masuk NAND Z9D dan klok ZIOA• Pada rancangan Rukmono, dkk posisi 3 (29) frekuensi yang dilewatkan 200 kHz hal ini tidak sesuai dengan gambar acuan alat buatan General Atomic (Gambar 2) walaupun pada penjelasan

17·

29

VI:C

tertulis dikatakan pada posisi3 frekuensi yang dJhasllkan 200 kHz [5]..

Analisis Rangkaian Signal Selektor

Rangkaian signal selektor fungsinya agar tinggi pulsa keluaran seperti pada Gambar 2, yaitu pad a posisi I, 2 dan 3 tegangannya 0.8V posisi 4, 0.3V posisi 5, 0.9V dan posisi 6, 10V. Rangkaian pembagi tegangan seperti pada Gambar 6 keluaran-nya diumpankan pada catu tegangan saturasi kolektor transistor Q2 (pin 28) sehingga bila ada pulsa masukan dari kalibrator pada pin 26 maka diharapkan tinggi sinyal keluaran (pin 14) akan sesuai dengan yang diharapkan untuk ke enam posisi.

Gambar 5. Rangkaian pada posisi 1(17),2 (23)dan 3 (29).

8

12

Gambar 6. Rangkaian signal selektor rancangan Rukmono dkk.

Prosldlng PPI • PDIPTN 2006

(5)

Dewita, dkk. ISSN 0216 - 3128 193

Selisih tegangan antara posisi 4 (0.3V),5 (0.9V) dan 6 (IOV) cukup besar oleh karena itu digunakan relay. Relay on pada saat posisi 4 dan 5 (pin 25 ditanahkan ), pada saat ini tegangan catu dibagi 6.62 atau dikalikan 0.15, sehingga untuk posisi 4 tegangan catu 2V sedang untuk posisi 5 tegangan catu 6V. Rangkaian Q10 untuk memberi tegangan DC pada keluaran yang digunakan untuk mencatu basis transistor pada preamplifier sehingga bila ada signal Test maka relay on dan signal yang dilewatkan signal Test bukan dari Detektor. Tcgangan DC yang dibutuhkan untuk mencatu basis transistor pada preamplifier cukup 1.3VPI Rang-kaian signal selektor rancangan Rukmono dkk dapat dilihat pad a Gambar 6 tegangan yang dihasilkan 15V. R I OK dan I K sebaiknya dibuat sebagai pembagi tegangan 15 V. Saat pin 29 ditanahkan (pilihan posisi 3) QIO tidak bekerja alasannya tidak diketahui mengapa dibuat demikian kemungkinan

kesalahan penentuan no pin, Q I 0 tidak bekerja saat posisi " operate" sehingga saat posisi "operate" pin 29 (pin 29 signal selektor tidak tersambung dengan pin 29 kalibrator) ditanahkan.

Modifikasi

Rangkaian Kalibrator

Modifikasi hanya dilakukan pada rangkaian pembagi seperti pad a Gambar 7. Kristal I MHz sebagai penghasil lebar pulsa I ~s, dibagi 5 dan 2 sebagai penghasil lebar pulsa 5J..lsdan frekuensi 500 kHz, Frekuensi dibagi 5 diambil dari keluaran QJJ akan menghasilkan signal dengan peri ode 10J..ls seperti pada Gambar 7. Bentuk ini untuk posisi 3 (lihat Gambar 2).

Sebagai contoh tampilan pada osiloscope dapat dilihat pada Gambar 8 dan 9.

100KHz .• • 41!s 61!s

lliLJl

':". ,: .

Gambar 7. Hasil modifikasi rangkaian kalibrator khusus posisi 3 berdasarkan bentuk gelobang.

Gambar 8. Keluaran pin 15 IC7476 pada posisi 4,5 dan 6, dengan

time base20J.1S/div,frekuensi 10 kHz, lebar pulsa 5J.1S.

Pustek Akselerator dan Proses Bahan - BATAN Yogyakarta, 10 Juri 2006

(6)

194 _{ISSN 0216 - 3128}

Gambar 9. Keluaran pin 15 IC7476 pada posisi 2, dengan

time base

20J.lS/div, frekuensi 10 kHz, lebar pulsa 1 J.IS.

DL'Wita, dkk.

Modifikasi Rangkaian Signal Selektor

Modifikasi rangkaian Signal selektor dengan menggunakan IC LM317 sebagai pencatu tegangan saturasi kolektor transistor Q2 disajikan pada Gambar 10. Hal ini memungkinkan mengurangi satu array parallel switch karena masukan IC 74LS07 dapat digabungkan dengan array pilihan posisi pada kalibrator (ditanahkan). Sedangkan keluaran IC LM317 dihubungkan langsung dengan pin 28. Pin 25 pada rangkaian Gambar 6 diganti dengan pin 20

sedang posisi relay normal pad a posisi pembagi tegangan. Tegangan keluaran (Vout) pad a pin 28 telah diketahui (ditentukan) yaitu posisi I

=

5.3 V, posisi 4, 2 V, posisi 5, 6 V dan posisi 6, 10V nilai R I ditentukan 240 Ohm maka dengan menggunakan rum us dibawah ini

VOII1 = 1.25V x (I +(R2/R I) + ladj. R2

Maka nilai R2 dapat diketahui dan agar mudah diatur menggunakan multiturn

Al

28

3 LM317

I

R2_1

r::

IX

_:23

"I

2 II

MA.

Vin

+

Vout

29 ~

IN

'R~I

~

~25

R2_2

600

MB

~

I

<;>5

6

26 -

-

• -

R2_3

2K

MC

-

rI

~9

20 R2_4 2K

MD

Gambar 10. Rangkaian modifikasi pad a signal selektor.

Prosldlng PPI - PDIPTN 2006

(7)

Dewita, dkk. ISSN 0216-3128

_/95

KESIMPULAN

Dengan dilakukan modifikasi pada kalibrator dan signal selektor memungkinkan mendapatkan pulsa yang sesuai dengan acuan dan dapat mengurangi satu larik dari saklar en am posisi sehingga rangkaian menjadi lebih sederhana.

DAFT AR PUST AKA

I. J. KAMADI, Dasar-dasar Insrtumentasi Reaktor Penelitian, Diklat Keahlian Dasar Bidang tenaga Atom, Pusdiklat-BATAN, 1986. 2. RUKMONO dkk, Kalibrator dan Relay Kontrol,

Dinas Instrumentasi Nuklir Pus lit Tenaga Atom Yogyakarta, J979.

3. http://en.wikipedia.orglwiki/Eurocard.

4. GA- Technologies, Wide-Range Log Power Channel; Operation and Maintenance Manual,

1983.

5. General Atomic, Wide-Range Log Channel Model NLW-2; Operation and Maintenance Manual, 1983.

TANYAJAWAB

Setyadi

- Apa inovasi yang dilakukan dibanding rangkaian dari GA.

- Bagaimana hasilnya.

Dewita

- Menggunakan komponen yang ada dipasaran sehingga memudahkan proses perbaikan. Karena menggunakan komponen yang ada dipasaran maka diperlukan perubahan rancanganldisain. - Hasi/nya cukup sesuai dengan hasi/ dari

ran-cangan GA.