PEMBUATAN PERANGKAT KERAS UNTUK - ANSN

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<V fllll:lnl,;n
............................... ----
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