220 ISSN RANCANGBANGUN SISTEM OTOMATISASI PENCACAH SAMPEL RADIOAKTIVITAS LINGKUNGAN.

Transkripsi

1 lal 220 ISSN Subari Santoso, dkk. RANCANGBANGUN SISTEM OTOMATISASI PENCACAH SAMPEL RADIOAKTIVITAS LINGKUNGAN. Subari Santoso, Djoko Slamet Pudjorahardjo P3TM-BATAN ABSTRAK Rancangbangun Sistem Otomatisasi Pencacah Sampel Radioaktivitas Lingkungan. Telah dirancang don dibuat sistem otomatis pencacah sampel radioaktivitas lingkungan menggunakan personal komputer dengan menambahkan perangkat teras don perangkat lunak. Dengan penambahan terse but. bebe:rapa sampel dapat dicacah secara bergantian don otomatis untuk diketahui aktivitasnya. Rangkaian perangkat teras terdiri dari perangkat teras mekanik don elektronik. Perangkat teras mekanik terdiri dari sitem penggerak horizontal untuk pergantian 10 sampel. sistem pencacah. sistem penggerak vertikal naik untuk mendekatkan sampel ke detektor don vertikal turun pergantian sampel berikutnya. Perangkat teras elektronik terdiri dari : pencacah 825 perantara data paralel 825 pemilih alamat. rangkaian penguat arus. don 2 buah motor stepper. Hasil cacahan dapat disimpan dalam file yang dapat diedit kembali untuk penambahan data atau dicetak pada kertas printer. Rangkaian elektronik Lelah diuji dapat berfungsi dengan baik. Grafik pembacaan sistem pencacah. pengamatan selang waktu pergantian sampel don ketepatan posisi sampel adalah linear don stabil dengan koefisien regresi r= Untuk peningkatan unjuk kerja masih diperlukan peningkatan pembuatan rangkaian mekanik penunjang. ABSTRACT Design an construction of Automatic System For Counting Samples of Environmental Radioactivity. An automatic system for counting samples of environmental radioactivity has been made by adding a PC with software and hardware that consist of mechanical hardware and an electronic hardware. With the system some samples can be counted automatically to be known their activities. The machanical hardware consist of horizontally mover system for 10 samples. vertically mover system and counting system. Electronic hardwarc consist of D8253C-2 counter, Pheriperal Paralel Interface D8255C-2, address decoder, driver motor, current amplifier and 2 motor steppers. The counting result can be saved in the flies that can be reedited for data adding or printing. The electronic device has been tested and shows that the graphic of counting system, delay time of samples exchange and position accuracy are linear and stabil with the regression coefficient r= for improving device performance it is necessary to add a mechanical supporting system -. PENDAHULUAN P esatnya pembangunan akhir-akhir ini khususnya dalam bidang Teknologi dan industri serta semakin meningkatnya penggunaan zat radioaktif diberbagai bidang, menyebabkan perlunya pemikiran ten tang perencanaan pengelolaan lingkungan secara baik. Analisa 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 diambillangkah langkah yang perlu untuk mengurangi, memperkecil bahkan meniadakan dampak negatif yang mungkin terjadi. Dalam pemantauan radioaktivitas lingkungan di P3TM Yogyakarta, diambil beberapa macam contoh lingkungan diantaranya adalah : sampel tes usap, tanah, tumbuhan, air lingkungan, jatuhan (fall out) dan udara. Dalam keadaan Reaktor beroperasi frekwensi pengambilan cuplikan tes usap dilakukan satu hari sekali pada 10 tempat yang berbeda dan dalam keadaan reaktor tidak beroperasi pengambilan sam pel dilakukan seminggu 2 kali. Untuk mempermudah dan mempercepat perhitungan serta analisa data maka dibuatlah rangkaian penghubung antara peralatan pencacah sampe-}tes usap dengan komputer. Alat pencacah ini mempunyai sebuah detektor tipe OM dengan 1 buah keluaran. Pulsa keluaran detektor masuk ke rangkaian pre amplifier, amplifier, sca dan sistem cacah. Jumlah pulsa liar menit ditampilkan dengan waktu yang dapat diatur dari 10 sampai dengan 15 menit. Hasil cacahan tersebut dicatat yang selanjutnya dianalisa untuk mengetahui aktivitasnya. Agar dapat menganalisa data dengan cepat dan mudah dibuatlah rangkaian interface sistem penca<:ah sam pel - Proslding Pertemuan dan Presentasl IImlah Penelltian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr

2 221 Suba,; Santoso, dkk., ISSN lingkungan usap & komputer dengan mengambil pulsa digital dari keluaran rangkaian pencacah dan dimasukkan ke pencacah terprogram IC 825 Sistem baru yang dibuat dapat mencacah 10 sampel bergantian secara otomatis dengan memasukkan selang waktu yang diinginkan, sistem akan mengatur gerakan horisontal dan gerakan vertikal untuk pengambilan sampel untuk dicacah dengan tenggang waktu yang te.\ah ditentukan. TATA KERJA Rancang bangun sistem otomatisasi pencacah sampel radioaktivitas lingkungan terlihat pada Gambar I. 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 digerakkan turun oleh motor stepper dad ganti sampel berikutnya untuk dicacah dengan gerakan horizontal. Susunan Rangkaian interface Su~una.'} rangkaian interface ditunjukkan pada Gambar 2, terdiri dati : I. Programmable timc:r / counter IC D8253C-2 digunakan sebagai pencacah pulsa keluaran dati rangkaian pencacal:1 sistem lama yang terdiri dati ~"ederetan rangkaian IC IC8253 mempunyai data 8 bit (DO-D7) yang dapat dihubungkan secara paralel dengan data bus komputer untuk dianalisa lebih lanjut. Programmable Pherip~ral Interface (PPI) D8255C-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). Rangkaian penguat arus tersusun dari transistor BC141, TIP3055, resistor clan diode IN4007, berfungsi sebagai rangkaian penguat arus untuk gerakan motor stepper. Dekoder digunakan untuk menentukan alamat dari kartu interface yang dibuat, dalam hal ini dipilih alamat H.', Pemilihan alamat ditunjukkan pada Tabel Logic A2-A9 dibandingkan dengan posisi dip switch QO-Q7 masukan dari IC74682 yang dapat diatur sesuai dengan kondisi logika bus alamat yang ditentukan, yaitu pada posisi alamat 260H- 263H. Untuk memilih alamat kondisi Al clan AO adalah xx clan diatur melalui perangkat lunak. Kondisi logic tersebut akan mengaktifkan chip select dari IC D8255C-2 untuk gerakan 2 motor stepper melalui PAO-PA7 clan PBO-PB3 digunakan sebagai masukan pencacah D8253C- Alamat dibaca oleh personal komputer dengan menggunakan program Turbo Basic. ~II Pencacah 8253 Pulsa Gambar Perancangan Sistem Otomatisasi Pencacah sampe/ingkungan. Tabell. Sistem pemi/ihan a/amat kartu interface. Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir

3 ISSN Subari Santoso, dkk. (;ambar Susunan rangkaian pencacah don penggerak motor stepper. ANALISA DATA DAN PErvmAHASAN Percobaan yang dilakukan adalah menguji kestabilan sistem pencacah IC 8253 dan ketepatan sudut penempatan sampel oleh gerakan motor stepper. Pengujian Pencacah IC 825 Percobaan y.mg dilakukan menggunakan sumber frequensi Kenwood FG 273 ""tuk menguji kestabilan sistem pencacah D8253C- Percobaan kalibrasi sistem tersebut dilakukan dengan cara memberi pulsa masukan dengan frequensi Hz (mendekati cacah sebenarnya) clan waktu cacah 10 menit clan frequensi 2 Hz dengan waktu cacah 1 sid 60 detik sebagai uji sistem pencacah clan didapatkan data pada tabel 2 clan grafik pada gambar 3 Tabel Pengujian Sistem Pencacah:~Cacah rata-rata t = 10 menit No Freq. FG I Cacah I H~il (Hz) seharusnya catah Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr

4 ~q" "\~ #..# ~~.# '1-~...o:f" t) - Ċ""M VAn{] dih ilk..n y-~..."' ' -~..OS' -.;.. '<t' Total data = 10, nilai min. = 58, nilai max. = 598, KoefT. korelasi = Tabel Pengujian Sistem Pencacah. Pengujian pencacah dengan frekuensi 2 Hz. rlo I Frek. Waktu I, Hasil ~ Cacah Faktor " 1 Frek. Waktu Hasil Cacah Faktor FG (Hz) Cacah I Cacah seharus kesalahan MaDUk.n fr..q.(hz) Gambar Grafik linieritas sistem pencacah D8253C- -~ L nva (%) 1 ~ I Oari hasil kalibrasi tersebut terlihat adanya sedikit penyimpangan hasil cacah, untuk frequensi pulsa masukan 2Hz dicacah selama 1-60 detik. Hal tersebut dikarenakan dalam mengeset frequensi pulsa masukan tidak tepat sedikit ada pergeseran dalam memutar tombol saat mengeset frequensi pulsa masukan (sui it mendapatkan pulsa masukan yang stabil). Pengujian Motor Stepper. Gerakan kearah horisontal digerakkan oleh motor stepper untuk pergantian sampel. Tanggapan C?$ yang diuji adalah pengamatan sel~g waktu pergantian sampel terlihat pada tabel 4 dan grafik pada gambar 5 serta pengamatan ketepatan posisi sampel terhadap masukan yang diberikan terlihat pada tabel 5 dan grafik gambar 6. Dari tabel tsb. terlihat bahwa hubungan antara posisi yang diinginkan dan posisi sudut yang sebenarnya adalah linear yang berarti bahwa sudut yang sebenarnya tidak terlalu berbeda dengan sudut yang diinginkan. Tabel Pengamatan selang waktu pergantian sampel. -No.Waktu Secara' Hasil Faktor" I t" Teori (del) I pengamatan I Kesalahan (del) (%) I , Tabel Pengamatan Ketepatan Posisi sampe/. Penampang I'osisi Secara Posisi "Mil Faktor - ke. Teori (der) Pengarnatan Kesalahan I. (der) (%) Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Daaar IImu Pengetahuan cjan Teknologl Nukllr P3TM-BATAN '\'ogyakarta, 7.8 Agustus2001

5 224 ISSN Subar; Santoso, dkk...f ~ ~ -,p ~ Ha"il G~~ahan ">(7?'o ~ <9(;) \."aktu cacah (det) Gambar Grafik linieritas sistem pencacah D8253C- ",f, W.~I..LI' Yl'lr'l(! ("Jit),~;\il""~(1 - ~I_"'~..'., ' ~(I 1G,,12..(1 13 ~aktor kesalahan CI -,..,?.? ~ II' ~..os' Q "0 P"ru;,rlli"rl ";'I"I",j I.." Gambar Graftk hubungan antara ketepatan se/ang waktu pergantian penampang sampe/ secara teori don praktek. Jum/ah data 10, ni/ai terendah = 9, ni/ai tertinggi = 19.1, koeftsien kore/asi r = ~ 111"lill",r'U'Jjil"1 opq, ""0 )"~ t'engamatan 1 0 "'Posisisec3l"3teori der -PosisiH3Sil der ~3ktorkes313h3n"-.l )" ;0 ~ d' '"...e Q )"0 HC1Sil :oecara teori Gambar 6.. Grafik hubungan antara ketepatan penampang sampe/ secara teori don praktek. Jum/ah data 10, ni/ai terendah = 36.5, ni/ai tertinggi = 360, koeflsien kore/asi r = KESIMPULAN Berdasarkan dari hasil pengujian, clan pengolahan data dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : I. Telah dilakukan rancangbangun sistem otomatis pencacah sam pel radioaktivitas lingkungan dan pengaturan secara otomatis denganmaksimum 10 sam pel, sehingga meningkatkan efisiensi kerja didukung perangkat lunak untuk memudahkan sistem operasional. Prosldlng Pertemuan dan Presentasilimiah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dart Teknologl Nukllr

6 Subari Santoso, dkk. ISSN Pengujian terhadap pembacaan pencacah menggunakan PIT 8253adalah linear dan stabil sedangkan pengujian selang waktu dan posisi sam pel yang dibentuk oleh motor stepper masing-masing berjarak 360 mempunyai nilai koefisien korelasi r = 0,999. Sistem yang dibuat masih perlu peningkatan dalam hal pembuatan sistem mekanik pemegang detektor dan diharapkan dapat menggantikan sistem sebelumnya diganti dengan sistem otomatis yang lebih baik dari pada sistem secara manual. DAFfAR PUSTAKA I. WIE, YAP, IR., Turbo Basic dan Aplikasinya, Andi Offset, Yogyakarta, 1994 Technical Associatee, Manual Of Operations Automatic Recycling Scaler FS-8 Series. SUBARl SANTOSO, dkk., Pembuatan Sistem Kontrol Alir.m Eluen Pacta Proses Pengendapan Bertingkat Menggunakan IBM- PC, Pro siding Pertemuan Ilmiah XV HFI Jateng & DIY, Semarang SUBARI SANTOSO, Rancangbangun Eluiter dan Sistem Kendali Konduktometer, Presentasi Ilmiah 16 Desember LEWIS C. EGGEBRECHT, "Interfacing to the IBM Personal Computer" Howard W. Sams & Co. Inc. Second Edition, Fifth Printing, Sams, Indiana USA, IAEA, Interfacing in Nuclear Experiment Part 2 Basic Experriment, IAEA, Chiang May University, 7. SOEPONO SOEPARLAN. "Pengantar Mikroprsesor 8086/8088, 80186, 80286, dan TANYAJAWAB Setyadi -Apakah penelitian ini dapat pula dimanfaatkan untuk keperluan lain seperti RIA ( Radio Imuno Assay) -Apakah jumlah sam pel yang akan dicacah bias ditingkatkan jumlahnya. Subari Santoso -Penelitian yang dilakukan adalah mencacah suatu sampel zat radioaktif dari sampel lingkungan sedangkan RIA mempunyai prinsip kerja yang hampir sarna sehingga sistem ini dapat digunakan tinggal penyesuaian sistem mekanik dan perangkat lunaknya. -Jumlah sampel dapat ditingkatkqn sampai dengan 100 buah dengan sudut perpindahan 60 atau jumlah sampel sebanyak 50 buah dengan sudut perpindahan (melingkar) 7.20 atau menyesuaikan kebutuhan pemakai alar (user). Darsono -Apa yang anda maksud " sistem otomatisasi " pada sistem yang anda buat, jelaskan! Subari Santoso -Sistem yang kami buat dapat mencacah max. 10 sampel yang disediakan oleh user dengan waktu cacah tertentu (input user) bergantian secara otomatis. Otomatis da/am hal ini adalah pergerakan vertikal naik mendekatkan sampel kedetektor GM, mencacah, menyimpan hasilnya, menurunkan sampel, bergerak hirisontal mengganti sampel berikutnya untuk analisa seperti sampel sebelumnya. Prosldlng P'3rtemuan dan Presentasl IImlah Penelltlan Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nukllr