RANCANG BANGUN SINGLE CHANNEL ANALYZER (SCA) DAN COUNTER DENGAN ANTARMUKA DEVASYS USB PADA PERANGKAT RENOGRAF

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN SINGLE CHANNEL ANALYZER (SCA) DAN COUNTER DENGAN ANTARMUKA DEVASYS USB PADA PERANGKAT RENOGRAF SKRIPSI MARISA MARPAUNG DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2 2 RANCANG BANGUN SINGLE CHANNEL ANALYZER (SCA) DAN COUNTER DENGAN ANTARMUKA DEVASYS USB PADA PERANGKAT RENOGRAF SKRIPSI Diajukan untuk Melengkapi Tugas dan Memenuhi Syarat Mencapai Gelar Sarjana Sains MARISA MARPAUNG DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

3 i PERSETUJUAN Judul : Rancang Bangun Single Channel Analyzer (SCA) Dan Counter Dengan Antamuka Devasys USB Pada Perangkat Renograf Kategori : Skripsi Nama : Marisa Marpaung Nim : Program studi : Sarjana (S1) Fisika Departemen : Fisika Fakultas : Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Sumatera Utara Disetujui di Medan, 26 Agustus 2014 Disetujui Oleh Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Pembimbing Dr.Marhaposan Situmorang Dr.Bisman Perangin-angin,M.Eng.Sc NIP NIP

4 ii LEMBAR PENGESAHAN RANCANG BANGUN SINGLE CHANNEL ANALYZER (SCA) DAN COUNTER DENGAN ANTARMUKA DEVASYS USB PADA PERANGKAT RENOGRAF Oleh Marisa Marpaung NIM Telah disetujui dan disahkan oleh: Pusat Rekayasa Fasilitas Nuklir (PRFN-BATAN) Ka. Bid. Instrumentasi Pembimbing Ir. Atang Susila, M.Eng. NIP Joko Sumanto, S.T. NIP Serpong, Mei 2014 Mengetahui, Kepala PRFN Ir. Ferly Hermana, M.M. NIP

5 iii PERNYATAAN RANCANG BANGUN SCA DAN COUNTER DENGAN ANTARMUKA DEVASYS USB PADA PERANGKAT RENOGRAF SKRIPSI Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan disuatu perguruan tinggi dan sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Medan, 26 Agustus 2014 MARISA MARPAUNG

6 iv PENGHARGAAN Segala Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas berkat, kasih karunia dan penyertaannya yang selalu menyertai penulis dalam melaksanakan studi hingga menyelesaikan penulisa Skripsi ini, yang berjudul Rancang Bangun Single Channel Analyzer (SCA) dan Counter dengan Antarmuka Devasys USB pada Perangkat Renograf. Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada jurusan Fisika S-1. Penulis menyadari bahwasannya penyelesaian skripsi ini tidak lepas dari berbagai pihak yang telah memberikan bantuan, dukungan, bimbingan, dan arahannya sehingga laporan ini dapat diselesaikan sebagaimana mestinya dan tepat waktu. Oleh karena itu, penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada : 1. Bapak Dr.Bisman Perangin Angin, M.Eng,Sc selaku dosen pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk membimbing, mengarahkan dan memberikan kepercayaan kepada penulis dalam penyelesaian Skripsi ini 2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang selaku Ketua departemen Fisika, dan Drs.Syahrul Humaidi, M.Sc selaku Sekretaris Departemen Fisika FMIPA USU, Kak tini, Ka Yuspa dan Bg Jo selaku staf Departemen Fisika yang telah membantu penulis dalam urusan administrasi. 3. Bapak Ir. Ferly Hermana, M.M selaku Kepala Pusat Rekayasa Fasilitas Nuklir yang telah memberikan izin kepada penulis untuk melakukan penelitian di PRFN BATAN 4. Bapak Ir. Atang Susila, M.Eng selaku Kepala Bidang Instrumentasi. 5. Bapak Joko Sumanto, ST selaku pembimbing penulis yang telah meluangkan waktu untuk membimbing, mengarahkan, mengajari, memotivasi dan memberi kepercayaan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Seluruh Staf dan Karyawan Bidang Instrumentasi Pusat Rekayasa Fasilitas Nuklir-BATAN. 7. Terimakasih juga kepada kedua orang tuaku tercinta, kepada Bapakku D. Marpaung dan Ibuku A.Panjaitan yang selalu memberikan doa restu, dukungan dan semangat bagi penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 8. Kepada kakak dan abangku Demak Marpaung, Mawar Marpaung, Marnatal Marpaung, Benny Marpaung, Ronal Marpaung, Ramlan Marpaung, Friady Marpaung dan semua keluarga yang selalu memberikan dukungan baik dari segi waktu maupun materi serta buat doa yang tulus kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 9. Kepada Erik Bermanto Simbolon yang selalu memberikan penulis semangat disaat penulis mengeluh, selalu memberika doa kepada penulis. 10. Kepada Namboruku yang telah memberikan tempat berteduh dan bantuan selama pelaksanaan penelitian. 11. Semua rekan rekan dan sahabat ku Rahelita Br. Sidebang, Elfida Sitorus, Gr.L Simbolon dan semua anak Fisika USU 2010 yang selalu memberikan semangat.

7 v 12. Teman teman seperjuangan Riady A.P Sitanggang, Samuel Hutauruk, Kartika dan Gideon yang melakukan penelitian di PRFN BATAN yang selalu memberikan waktu,dukungan dan doa selama pelaksanaan penelitian. 13. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam pelaksanaan dan kelancaran penelitian ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan skripsi ini. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat.terimakasih. Medan, 26 Agustus 2014 Marisa Marpaung

8 vi RANCANG BANGUN SINGLE CHANNEL ANALYZER (SCA) DAN COUNTER DENGAN ANTARMUKA DEVASYS USB PADA PERANGKAT RENOGRAF ABSTRAK Telah dilakukan rancang bangun SCA dan Counterdengan antarmuka devasys USB pada perangkat renograf. Modul ini digunakan untuk mensuport perangkat renograf. Pada alat renograf memerlukan modul pencacah 2 x 24 bit dan pengatur jendela energi isotop. Pencacah tersebut digunakan untuk memantau banyaknya pulsa ginjal kiri dan ginjal kanan secara urodinamik.untuk pengatur jendela energi isotop digunakan modul DAC 8 bit tipe DT-I/O I2C ADDA Ver 2.0. Dalam penggunaannya modul tersebut dilengkapi dengan antar muka USB tipe Devasys USB_I2C I/O. Fasilitas yang dapat digunakan adalah port-a 8 bit sebagai jalur baca data, port-c 4 bit untuk dekoder alamat dan kontrol. Jalur port tersebut digunakan sebagai jalur masukan dan keluaran I/O modul pencacah 2 x 24 bit. Sedangkan jalur komunikasi I2C digunakan untuk konversi digital to analog DAC dari modul DAC tipe DT-I/O I2C ADDA Ver 2.0. Pengujian dilakukan dengan membandingkan pencacah standar scaler 721 Mech Tronics. Hasil pengujian menunjukkan bahwa modul pencacah yang dibuat dapat digunakan pada renograf. Dan dari hasil pengujian rancang SCA yang telah dibuat menunjukkan bahwa modul yang dibuat dapat digunakan untuk memilih isotop yang dikehendaki melalui SCA. Kata kunci : Rancang bangun,sca, Counter, Antarmuka Devasys USB

9 vii DESIGN TO BUILD THE SINGLE CHANNEL ANALYZER (SCA) AND COUNTER WITH A DEVASYS USB INTERFACE ON THE RENOGRAF ABSTRACT It has been designed SCA and counter with a devasys USB interface on the renograf. This module is used to support the renograf. In renograf tool module requires 2 x 24 -bit counter and window regulator of energy isotopes. The counters is used to monitor the number of pulses of the left kidney and the right kidney in urodynamic. For energy window regulator isotopes used 8 -bit DAC module of type DT - I / O I2C ADDA Ver 2.0. In use the module is equipped with a USB interface type Devasys USB_I2C I / O. Facilities that can be used is the 8-bit port - A as the data read path, port - C 4 bits for the address decoder and control. Strip the port is used as input and output lines I / O module 2 x 24 -bit counter. While the I2C communication lines used for digital to analog conversion - DAC DAC module type DT - I / O I2C ADDA Ver 2.0. Results obtained in the form of USB -based modules counters 2x24bit. Testing is done by comparing the standard counter scaler 721 Mech Tronics. And the design of the SCA test results have been made show that the modules created can be used to select the desired isotope through the SCA. Keyword : engineering, SCA, counter, interface devasys USB

10 viii DAFTAR ISI Persetujuan Lembar Pengesahan Pernyataan Penghargaan Abstrak Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar lampiran Halaman i ii iii iv vii ix xii xiii xiv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian 3 1.7SistematikaPenulisan 4 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Ginjal Fungsi Ginjal Renograf Prinsip Kerja Renograf Kurva Renograf Pola Pola Renograf Teknik Pemeriksaan Perkembangan Renograf Spektrometri Gamma Digital To analog Converter (DAC) Single Channel Analyzer (SCA) Counter Ms.Visual Basic BAB 3 PERANCANGAN SISTEM 3.1 Rancangan SCA Rancangan dual counter 24 bit berbasis USB pada alat renograf Pengujian Pengujian Digital To Analog DAC 8 Bit ADDA Melalui AntarmukaDevasys USB_I2C I/O 27

11 ix Pengujian Jendela Energi (E) Digital ToAnalog DAC 8 \Bit ADDA Melalui Antarmuka Devasys USB_I2C I/O Pengujian Tinggi Pulsa ( E) Digital To Analog DAC 8 Bit ADDA Melalui Antarmuka Devasys USB_I2C I/O Pengujian SCA PengujianCountermelaluiAntarmukaSerial USB 29 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1Pengujian Alat Hasil Pengujian DAC Pengujian Tegangan Digital To Analog DAC 8 Bit ADDA Melalui Antar Muka Devasys USB I2C I/O Pengujian Jendela Energi E Digital To Analog DAC 8 Bit ADDA Melalui Antarmuka Devasys USB I2C I/O Hasil Pengujian SCA Hasil Pengujian Counter 43 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran 46 DAFTAR PUSTAKA 47

12 x DAFTAR TABEL Nomor Judul Halaman Tabel Tabel 2.1 Hasil inovasi dan Perkembangan Renograf 14 Tabel 4.1 Pengujian Energi (E)digital to analog DAC 8 bit 35 ADDA melalui antarmuka I2C I/O USB Tabel 4.2 Pengujian Jendela Energi ( E) digital to analog DAC 8 bit ADDA melalui antarmuka I2C I/O USB 37 Tabel 4.3. Keadaan Keluaran Flip flop pada SCA 40 Tabel 4.4 Kebenaran gerbang NOR pada SCA 41 Tabel 4.5 Hasil Pengujian SCA 43 Tabel 4.6 Hasil pengujian Counter 44

13 xi DAFTAR GAMBAR Nomor Judul Halaman Gambar Gambar 2.1 Bagian bagian Ginjal 6 Gambar 2.2 Blok diagram Pemeriksaan Fungsi Ginjal Renograf USB 10 Gambar 2.3 Teknik Pemerikasaan Ginjal Dengan Menggunakan Renograf 11 Gambar 2.4 Kurva Renograf 12 Gambar 2.5 Tipikal pola pola Renograf 13 Gambar 2.6 Blok Diagram Spektrometri Gamma Perangkat Renograf 17 Gambar 2.7 Visual Basic Gambar 3.1 Blok Diagram Rancangan Sistem 24 Gambar 3.2 Blok Diagram SCA 25 Gambar 3.3 Blok Diagram Pencacah 24 bit dan Antar mukanya 28 Gambar 3.4 Blok Diagram Modul SCA dan modul Counter serta Antar Mukanya Berbasis devasys USB_I2C I/O yang akan Diuji pada Perangkat Renograf 30 Gambar 3.5 Set Uji Konversi Digital To Analog DenganKomunikasi Data USB 31 Gambar 3.6 Uji Rancangan Modul Counter Renograf 32 Gambar 4.1 Grafik Pengujian Energi (E) Digital To Analog DAC 8 Bit ADDA Melalui Antarmuka Devasys USB I2C I/O 36 Gambar 4.2 Grafik Pengujian Jendela Energi E Digital To Analog DAC 8 Bit ADDA Melalui Antarmuka Devasys USB I2C I/O 38 Gambar 4.3 Blok Rangkaian Diskriminator 39 Gambar 4.4 Timing Diskriminator 39 Gambar 4.5 Blok Rangkaian one shot untuk waktu tunda 40 Gambar 4.6 Timing Diagram SCA 42 Gambar 4.7 Pengujian Counter Kiri 44 Gambar 4.8 Grafik Lineraitas Pencacah Terhadap Perubahan Frekuensi 45

14 xii DAFTAR LAMPIRAN Nomor Judul Halaman Lampiran Lampiran 1 Program Visual Basic ke PC 48 Lampiran 2 Dokumentasi Alat dan Pengujian 67 Lampiran 3 Data Hasil Pengujian 72 Lampiran 4 Data Sheet 87 Lampiran 5 Skematik Rangkaian 113