Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002 PERANCANGAN 515TEnn INTERFACE PADA PEM.i'.NTAUAN 00515 RADIA51 TERPADU DI PPTN 5ERPONG Arief Goeritno Pusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif ABSTRAK PERANCANGAN SISTEM INTERFACE PADA PEMANTAUAN DOSIS" , RADIASI TERPADU DI PPTN SERPONG. Telan dilakukan perancangan sistem interface pad a pemahtauan dosis radiasi terpadu di PPTN Serpong. Setelah berfungsinya sistem pemantauan parameter non radioaktif yang terdapat di stasiun meteorologi, di mana telah diperoleh data- data lingkungan secara real time yallg berkenaan dengan keberadaan kawasan PPTN Serpong, maka sistem pemantauan dosis rad1asi perlu diintegrasikan ke sistem yang telah ada. Stasiun remote pem~ntauan dosis radiasi bersifat mobile dengan media pentransmisian ke stasiun meteorologi tidak terhalang oleh keberadaan gedung atau bangunan yang ada di kawasan PPTf'! Serpong. Pengujian .secara dummy telah menghasilkan suatu sistem yang dapat diintegrasikan melalui sistem interface yang telah dirancang dan compatible terhadap sistem yang telah ada. ABSTRACT DESIGNING THE INTERFACE SYSTEM ON THE INTEGRATION RADIATION DOSE r.10NITORING IN PPTN SERPONG. Designing the interface system on integration radiation dose monitoring in the Serpong nuclear facilities have been done. After has functioned tfle m6nitoring system for non radioactive parameter at the meteorology station, where has gotttCi.: the environment datas on real time in the matter of existence of the Serpong nuclear facilitl',-,.> area, accordingly the radiation dose monitoring is necessary to integrated on the existi~'g system. The remote station of radiation dose monitoring is a mobile station with the transmission media to meteorology station has not obstructed by building or construction that r:e at the Serpong nuclear facilities area. The dummily testing has produced a system that ca,' integrated pass through the interface system that has designed and compatible to the existing system. PENDAHULUAN Keberadaan stasiun meteorologi di kawasan PPTN Serpong sebagcti salah syarat keberadaan instalasi nuklir, telah memberikan data-data lingkungan yang diinformasikan secara real time. Pemantauan yang telah dilakukan belum mencakup pemantauan cdosis radiasi lir,gkungan yang dapat dirilanfaatkan lebih lanjut sebagai suatu. sistem pantau terintegrasi di stasiuI! meteorologi tersebut. Sistem perrlantauan dosis radiasi yang ada dewasa ir,; bekerja secara terpisah dan berdiri sendiri-sendiri. Oleh karena itu, adanya sistem yang terpisah tetapi dapat diintegrasikan ke dalam sistem yang telon ada menjadi penting untuk diintegrasikan keberadaannya. -' Untuk pemantauan dosis radiasi lingkunRan yang akan dilakukar, menggunakan detektor cerdas (intelligent detector) ] yang telah tersedia, tetapi memerlukan perangkat keras pendukung agar parameter yang terukur dapat terbaca dan terkirim. Perancangan sistem instrumentasi elektronis untuk
10
Embed
Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002 - Digilib-BATANdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/HSL PENEL P2PLR TH... · Pengetahuan sistem bus di PC perlu diketahui dengan baik urltuk
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002
PERANCANGAN 515TEnn INTERFACEPADA PEM.i'.NTAUAN 00515 RADIA51 TERPADU DI PPTN 5ERPONG
Arief GoeritnoPusat Pengembangan Pengelolaan Limbah Radioaktif
ABSTRAKPERANCANGAN SISTEM INTERFACE PADA PEMANTAUAN DOSIS" , RADIASI
TERPADU DI PPTN SERPONG. Telan dilakukan perancangan sistem interface pad apemahtauan dosis radiasi terpadu di PPTN Serpong. Setelah berfungsinya sistem pemantauanparameter non radioaktif yang terdapat di stasiun meteorologi, di mana telah diperoleh data-data lingkungan secara real time yallg berkenaan dengan keberadaan kawasan PPTNSerpong, maka sistem pemantauan dosis rad1asi perlu diintegrasikan ke sistem yang telah ada.Stasiun remote pem~ntauan dosis radiasi bersifat mobile dengan media pentransmisian kestasiun meteorologi tidak terhalang oleh keberadaan gedung atau bangunan yang ada dikawasan PPTf'! Serpong. Pengujian .secara dummy telah menghasilkan suatu sistem yangdapat diintegrasikan melalui sistem interface yang telah dirancang dan compatible terhadapsistem yang telah ada.
ABSTRACTDESIGNING THE INTERFACE SYSTEM ON THE INTEGRATION RADIATION DOSE
r.10NITORING IN PPTN SERPONG. Designing the interface system on integration radiationdose monitoring in the Serpong nuclear facilities have been done. After has functioned tflem6nitoring system for non radioactive parameter at the meteorology station, where has gotttCi.:the environment datas on real time in the matter of existence of the Serpong nuclear facilitl',-,.>area, accordingly the radiation dose monitoring is necessary to integrated on the existi~'gsystem. The remote station of radiation dose monitoring is a mobile station with thetransmission media to meteorology station has not obstructed by building or construction that r:eat the Serpong nuclear facilities area. The dummily testing has produced a system that ca,'integrated pass through the interface system that has designed and compatible to the existing
system.
PENDAHULUANKeberadaan stasiun meteorologi di kawasan PPTN Serpong sebagcti
salah syarat keberadaan instalasi nuklir, telah memberikan data-datalingkungan yang diinformasikan secara real time. Pemantauan yang telahdilakukan belum mencakup pemantauan cdosis radiasi lir,gkungan yang dapatdirilanfaatkan lebih lanjut sebagai suatu. sistem pantau terintegrasi di stasiuI!meteorologi tersebut. Sistem perrlantauan dosis radiasi yang ada dewasa ir,;bekerja secara terpisah dan berdiri sendiri-sendiri. Oleh karena itu, adanyasistem yang terpisah tetapi dapat diintegrasikan ke dalam sistem yang telonada menjadi penting untuk diintegrasikan keberadaannya.
-' Untuk pemantauan dosis radiasi lingkunRan yang akan dilakukar,menggunakan detektor cerdas (intelligent detector) ] yang telah tersedia, tetapi
memerlukan perangkat keras pendukung agar parameter yang terukur dapatterbaca dan terkirim. Perancangan sistem instrumentasi elektronis untuk
Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002
pemantauan dosis radiasi yang terintegrasi ke dalam sistem pemantauan data-data lingkungan di stasiun meteorologi harus segera di!mplementasikan.
Dalam makalah ini dikemt!kakan perancangan sistem interface pad apemantauan dosis radiasi terpadu di PPTN Serpong.
TEaRIHas!1 data statistika yang dikembangkan telah menunjukkan, bahwa
aktivitas (kegiatan) pengetikan menggunakan perangkat lunak m~sihmendominasi jika dibandingkan dengan aktivitas perhitungan baik teknismaupun ekonomis menggunakan PC (personal computer) untuk tujuanotomatisasi proses secara on-line berbasis sistem inte.rface (antarmuka). Untukdapat menggunakan PC sebagai alat banvJ otomatisasi proses perlu dikuasaiteknik konversi warta dari analog ke digital menggunakan sistem ADC (analogto digital converter)[2]. Hal tersebut penting, mengingat PC adalah sistemelektronika digital dengan data masukan yang akan diproses harus dalambentuk digital, sedangkan untuk mengendalikan proses otomatisasi PC dapatdikeluarkan baik dalam bentuk warta analog maupun digital yang selanjutnyadapat ditingkat kemampuannya untuk menggerakkan sistem mekanik maupunelektronik yang diinginkan.
Mikroprosesor (~P) merupakan otak PC atau CPU (Central ProcessingUnit). CPU mengendalikan operasi dasar komputer dengan mengirim danmenerima sinyal kontrol, alamat memor:. dan data dari satu bagian komputer kebagian lainnya melalui sebuah media sebagai jalur elektronik yang dinamakanbus. Oi sepanjang bus ini terdapat I/O ports (bandar masukan-keluaran) yangmenghubungkan berbagai chip memori dan pendukung ke bus. ~pberkomunfkasi dengan dan mengontrol peranti di dalam dan luar PC melaluipenggunaan I/O ports. I/O ports merupakan pintu masuk informasi yangberjalan menuju dan dari I/O ports, sf~'perti keyboards (papan tambol) atau
printer (pencetak).Konsepsi dasar sistem mikrokomputer sebagai dasar PC adalah sepertiditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 1 menunjukkan sebuah PC dikelilingikomponen pendukungnya, seperti RAM (Randam Access Memory), ROM(Read Only Memory), paralel dan serial port untuk komunikasi dua atau satuarah antara sistem PC dan sistem elektionik di luar PC. Oleh karena itu, peril}.SE::dikit dikenalkan sistem bus di dalam PC. Sistem bus PC adalah kumpulankabel-kabel penghubung pada sistem mother board-nya, dibedakan atas:address, data, dan control bus. Address bus adalah kumpulan kabeipenghubung yang mengatur sistem alamat komponen aktif PC seperti RAM,ROM, counter, timer, dan three state buffer baik untuk komunikasi paralelmaupun serial. Data bus adalah kumpulan kabel penghubung untuk data digitalbaik -untuk komunikasi antara komponen aktif PC dan CPU maupun antarakomponen aktif PC dan komponen aktif digital di luar PC. Sedangkan controlbus adalah kumpulan kabel penghubung yang melewatkan sinyal pengaturoperasional PC yang dikendalikan, baik dari CPU maupun sistem interupsi
terprogram.
158
Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002
Gambar 1. Diagram Blok Dasar Mikrokomputer
Pengetahuan sistem bus di PC perlu diketahui dengan baik urltuk dapatmerancang sebuah sistem antar muka di mana operasionalisasinyadikendalikan dari sistem address decoder yang mengatur saCit membuka ataumenutup gerbang three state buffer pada operasi on-line. Dalam memilihaddress di dalam sistem PC yang akan digunakan untuk chip select komponenaktif seperti ADC, three state buffer, dan pengendalian perlu disesuaikan agartidak bertabrakan dengan alamat yang digunakan di RAM untuk perangkatoperasional yang dikenal dengan operating system. Pada pembahasan addressdecoder akan dijelaskan lebih lanjut.
TSB (Three State Buffer)Proses batch ini telah dilakukan di beberapa negara seperti di PNL
(USA) dan proses Harvest (Inggris). Oalam proses ini canister sekaligusberfungsi sebagai crusible pelelehan gelas. Canister ditempatkan pad~ bagianbawah calciner. Oi dalam calciner LCA T dikalsinasi menjadi bentuk oksida Yi=!ngakan dituangkan ke dalam canister. Oi dalam canister, oksida limbah dicampurdengan bahan pembentuk gelas dan dilelehkan pada. suhu 1150°C sehinggaterbentuk geias-limbah. Canister didinginkan pad a suhu mo°c dalam tungkubaru kemudian didinginkan lebih lanjut pada suhu ~enyimpanan. Gambar 1menunjukkan contoh canister PNL pad a proses ICM[ J. Canister ini mempunyaisirip yang menyatu di dalamnya. Hal ini diperlukan untuk memperoleh
kecepatan pelelehan yang tinggi.
159
Has;! Penelif;an P2PLR Tahun 2002
Tsa secara teknis dapat disamakan fungsinya dengan saklar listrik yangdapat diatur untuk memutus atau menghubungkan jalur listrik. Ada dua jenisTSa yang dikenal dengan istilah bi-directional (dua arah) dan mono-directional(satu arah). RAM menggunakan TSa jenis bi-directiona/, sedangkan ROMmenggunakn TSa jenis mono-directional. Pada saat CS (Chip Select) di TSatidak diaktifkan (mungkin aktif low atau high), maka hubungan listrik di keduaujungnya terputus atau disebut dengan high impedance, sedangkan saat CS diTSa diaktifkan kedua ujungnya akan tersambung. Pad a saat kedua ujung TSaterhubung, maka status logika kedua ujungnya akan sarna, secara sederhanaseperti ditunjukkan pad a Gambar 2.
high itnpedance
Gambar 2. Tllr~e State Buffer
MelallJi pengaturan CS di TSF. dari address decoder, maka dapatdisusun sistem komunikasi on-line (Iangsung) antara PC dan perangkatelektronik lain di luar PC pada alamat.-alamat tertentu yang telah disiapkantanpa bertabrakan dengan address (alamat) operating system di PC.Kemampuan hubungan langsung seperti di atas merupakan dasar-dasar sisteminterface tipe paralel. TSa jenis mono-directional digunakan untuk sistem on-line jenis monitoring atau akuisisi data dengan arah masuk ke PC, sedangkar,untuk sistem pengendalian dengan cara on/off langsung atau menggunakaorele dengan arah yang diatur keluar dari PC.
Address Decoder (Dekoder Alamat)Address decoder adalah sebuah sistem yang terdiri dari sejumlah
gerbang TTL (terminal-terminal logic), TSB, multiplexer, dan gerbang TTL latchatau dapat disusun dari gerbang TTL dengan komponen logic comparator dan
multiplexer. Beberapa rangkaian konsep dasar address decoder dapat dipilihsesuai yang ada di pasaran.
1AO
Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002
Konsep dasar address decoder adalah memilih address tertentu yangbebas serta tidak digunakan operating system, mulai dari address awal h1nggaakhir dengan memilih status address bus-nya. Sebagai contoh, informasisebuah sistem PC menyediakan address be bas mulai dari 300 (hexa) hingga3FO (hexa) yang dapat dimanfaatkan sebagai pengembangan sistem interface.Menggunakan informasi tersebut dapat disusun sebuah sistem addressdecoder dengan address bus AO, A 1, A3, dan A4 terhubung ke TSB 74244 danmultiplexer 74154, selanjutnya untuk mengaktifkan multiplexer keduaditentukan dari address bus A4 dan seterusnya, dapat dikembangkan lagi untukalamat lain sesuai keperluan.
Sistem address decoder tersebut dapat disusun menggunakankomponen elektionika yang dikenal dengan nama logic comparator denganpenggunaannya lebih sederhana, sebagai contoh tipe 74LS688 untuk jalur 8 bitdengan pengendali P dan Q, bila P=Q artinya jalur keluarannya aktif dan bilaP*Q jalurnya tidak aktif. Selanjutnya keluaran aktif dari logic comparatortersebut diumpankan ke kanal masukan 74154 (multiplexer) 4-16 untukmengatur gerbang TSB.
Sistem Antarmuka ParalelSistem antarmuka paralel adalah prasarana komunikasi on-fine antara
PC dan sistem elektronik di luar PC menggunakan data bus-nya. Hal itu dapatberupa alat pemantau tegangan dc (direct current), alat pemantau temperatuf,ataupun pemantau aktiv:tas :-adiasi 'menggunakan detektor nuklir. Untukmemantau tegangan analog dc diguna.kan sistem antarmuka ADC, sedangkanuntuk memantau aktivitas r2diasi digunakan detektor nuklir yang dapatdisesuaikan keperluannya untuk sinar gamma atau yang dapat diprogram.Untuk mengatur status on/off sistem rele dapat digunakan puia antarmukaparalel yang dilengkapi der:gan sistem penguat daya agar mampumenggerakkan relenya. Beber~pa konsep yang telah ada tentang sistemantarmuka paralel, baik untuk keperluan pemantauan (input) maupun sistempengaturan (output) yang s,,;cara serentak dapat membentuk sistemotomatisasi. Prinsip sistem antdrmuka paralel adalah pengaturan status TSBdengan bantuan address decoder yang disusun dalalTl program aplikasi.
TATA KERJA
Bahan dan AlatBahan dan alat yang diglJnakan berupa rangkaian interface, intelligent
probe tipe FHZ 601A merk ESM Eberline, modem (modulation anddemodulation) merk Kantronics; kabel penghubung, dan dua buah PC. Selainbahan dan alat tersebut, perlu dibuat atau memodifikasi perangkat lunak agarsistem interface dan PC dapat berkomunikasi.
161
Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002
MetodeMetode yang digunakan pada perancangan ini adalah merangkai bahan
dan alat agar membentuk suatu paket suatu sistem" komputerisasi untukmonitoring aktivitas radiasi yang disimulasikan dengan sumber standar sepertiditunjukkan pada Gambar 3 dengan metode pengujian gan pengamatandilakukan melalui 2 (dua) tahap, yaitu:
a.
b.
Tahap simulasi (dummy), tidak menggunakan intelligent probe, tetapimodem dan kabel penghubung dipasang untuk menghubungkan antar PCdan mengaktifkan sistem DOS.Tahap pengukuran on-line, menggunakan semua bahan dan alat.
,/
\./
L,fljf~1Ji
RitIliIJTra/t!mitter .#ItW""
11t./~I'J4i.~denganInttIliJl~"t
Probe ,\104"/11R.S, 1$2 k..rx1--
J~1I!1"ft
.\hlelll
(~rIlDtlJ'u
Gambar 3. Diagram Blok Pengujian Dan Pengamatan
Metode pengujian dan pengamatan dilakukan melalui 2 (d'ua) tahap,
yaitu:a. Tahap simulasi (dummy), tidak menggunakan intelligent probe, tetapi
modem dan kabel penghubung dipasang untuk menghubungkan antar PCdan mengaktifkan sistem DOS.
b. Tahap pengukuran on-line, menggunakan semua bahan dan alat.
162
Hasi! Penelitian P2PLR Tahun 2002
HASIL DAN BAHASANSemakin berkembangrlya seri ~P, seroakin besar kemairlpuan memori
untuk menyimpan data, juga semakin besar RP.-'\1-nya untuk mengakses data,dan banyak keuntungan lain termasuk segi harganya yang semakin ekonomis.OJ samping hal-hal tersebut, PC yang digunakan untuk mengolah data, sistemmanajemen data base, dan administrasi perkantoran, juga sangat bermanfaatuntuk mendukung perkembangan laboratorium dalam pengumpulan datateknik. Penggunaan kamputer untuk mendukung optimasi penggunaanlaboratorium seperti ditunjukkan pada Gambar 4[2],
Gambar 4. Diagram blok sistem komputerisasi menggunakan PC
Mengembangkan kemampuan PC untuk manfaat laboratorium pengamatanmaupun pengukura'n melalui penggunaan slot-slot ekspansi yang tersedia dimothe~ board, agar kemampljan hasilnya dapat ditampilkan di layar monitor[4].Rangk~ian yang dihubungkan ke slot. PC adalah rangkaian interface. Setiapslot ekspansi pad a PC mempunyai 64 pin (kaki) seperti ditunjukkan padaGambar 5. Merujuk pad a Gambar 5, setiap sistem interface dalampema~angannya harus memenuhi hubungan pin-pin yan~ ada, hal ini untukmengindari "hang" maupun kerusakan pada mikroprosesor J.
Perluasan kemampuan melalui penggunaan slot-slot ekspansi untukmeningkatkan fungsi CPU dengan memasang sistem intrumentasi elektronisagar dapat berkomunikasi dengan CPU merupakan sistem akuisisi rJata (dataacquisation system, das). Oleh karena itu, sistem akuisisi data dapatdidefinisikan sebagai suatu sistem yang berfungsi untuk mengambihmengumpulkan, dan menyimpan data sehingga data-data tersebut siapdi~roses lebih lanjut. Untuk memproses data-data dari berbagai macambesaran fisika atau kimia yang dimulai dari pengambilan, pengolahan, sampaitampilan pada layar monitor dapat diilustrasikan melaui penggambaran dalamblok-blok diagram seperti ditunjukkan pada Gambar 6.
163
Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002
danGambar 6. Sistem akuisisi data hasil pengamatanpengukuran laju dosis radiasi lingkungan
164
Hasil Penelitian P2PLR Ta/;.:/n 2002
Da~i Gambar 6, terlihat bahwa dalam pengolah sistem akuisisi datamemerlukan transduser, amplifier (pengIJat), dan sistem rangkaian interface.1stil~h Jain dari transduser adalah sensor dan detektor yang berfungsi sebagaiper)angkap masukan fenomena fisis maupun kimiawi dan merubahnya dalamberituk energi. Perubahan bentuk da!am sistem transduser menjadi bentuksinyal (besaran) elektris seperti ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7. Diagram blok siste:"t1mengguflC'.kan tran3duser
pengolahan informasi
Data keluaran dari transduser diproses lebih lanjut di rangkaian interfacedengan memperhatikan kaidah-kaidah yang terdapat pada sistem slot-slotekspansi pada PC. Transduser yang digunakan telah didapatkan dari sistemyang belum diintegrasikan ke sistem yang ada di stasiun meteorologi, sehinggadapat dibuatkan sistem panguatan untuk hasi! keluaran transduser tersebut.
Perolehan data melalui pengukuran atau pengamatan langsung harusdapat ditampilkan di layar monitor sebagai data-data real time atau kelak dapatdimanfaatkan untuk keperluan lain sebagai (iata-data historis. Untuk maksudtersebut, pembuatan program atau modifikasi program yang telah existingmernjadi suatiJ keharusa'1.
Tampilan hasil eksekusi dan pengolahan di layar monitor adalah sepertiditunjukkan pad a Gambar 8.
Gambar 8. Tampilan di iayar monitor
165
Hasil Penelitian P2PLR Tahun 2002
KESIMPULANOari uraian yang telah dikemukakan, maka dapat ditarik simpulan sebagai
berikut :
1
2
3
4
Sistem interface (antarmuka) paralel adalah prasarana komunikasi on-lineantara PC dan sistem elektronik di luar PC menggunakan data bus-nya.Setiap sistem interface dalam pemasangannya harus memenuhi hubunganpin-pin yang ada pada slot-slot ekspansi untuk meningkatkan fungsi CPUdengan memasang sistem intrumentasi elektronis agar dapatberkomunikasi dengan CPU merupakan sistem akuisisi datS (dataacquisatio.'7 sy.~tern, das).Data keluaran dari transduser diproses lebih lanjut di rangkaian interfacedeng<:Jn mempcrhatlkan kaidah-kajdah yang terdgpat parla sistem slnt-slotekspansi pacta PC. Transduser yang digunakan telah djdapatkan darisistem yang bt3.1um diintegrasikan' kG sistem yang ada di stasiunmeteoro./ogi,. sehinoga dapat dibuatkan sistem penguatan untuk nasi!keluaran transduser tersebut.Pero!ehan data melalui pengukuran atau pengamatan langsl!ng harusdapat ditampl!kan di layar monitor sebagai data real time 8tau keiak dapatdimanfaatkan untUI< kepe,:!u~n l~f!1 sebag3i data historis Urltuk ffiql<sudtersebut, pembuatan program atau mQdifikasi program yang telah existingmenjadi suatu keharusc:n.
St:-ahlen-und Umweftmesstechnik GmbH, Erlangen, Germany.2. SLfDI"{ANTO, Dasar Elektronika den S!stem A nta rm uka , Diktat Diktat
Aplikasi Fisika Nuklir dan Atom di Bidang !ndustri, Pusdiklat-BA TAN,Yogayakarta, 4-20 September 19-95.
.SALAM, AMINUS, BADI WIYONO, Automatisasi Sistem Akuisisi Data,Diktat Diklat Apiikasi Fisika Nuklir dan Atom di Bidang Industri, Pusdiklat-BATAN, Yogayakarta, 4-20 September 1995.
..ENGGEBRECHT, LEWIS, C., Interfacing to IBM Personal Computer,Howard W. Sams & Co., USA, 1983.