Pembuatan Alat Pengukur Kecepatan Pompa Sistem Pendingin Sekunder Berbasis AVR 8535 Oleh: Hilda Chaerani Azis (1A111271) Pembimbing: Dr. Setia Wirawan, SKom., MMSI
Agenda Pendahuluan Tinjauan Pustaka Gambaran Umum Perusahaan Perancangan dan Implementasi Penutup
Agenda Pendahuluan Tinjauan Pustaka Gambaran Umum Perusahaan Perancangan dan Implementasi Penutup
Pendahuluan (1) Latar Belakang Reaktor Serba Guna G.A. Siwabessy (RSG-GAS) BATAN melaksanakan pengembangan teknologi dan pengelolaan reaktor riset, RSG-GAS BATAN memiliki banyak komponen salah satunya pada Sistem Pendingin Sekunder, Terdapat Alat Pengukur Kecepatan Pompa pada Sistem Pendingin Sekunder agar bekerja optimal, Alat ukur yang terpasang menggunakan elektronika analog serta telah kadaluawarsa.
Pendahuluan (2) Rumusan Masalah Bagaimana membuat alat pengukur kecepatan pompa sistem pendingin sekunder berbasis AVR 8535 untuk menggantikan alat ukur yang terpasang, Bagaimana mencari komponen pengganti alat ukur yang terpasang menggunakan elektronika analog yang telah kadaluarsa apabila terjadi kerusakan, Menjelaskan penggunaan sistem digital untuk mengintegrasikan dengan sistem pemantau yang berbasis pada teknologi digital.
Pendahuluan (3) Batasan Masalah Melakukan pembuatan alat pengukur kecepatan pompa sistem pendingin sekunder berbasis AVR 8535 dan menguji kebenaran fungsi alat ukur tersebut, Penggunaan Mikrokontroler AVR 8535 sebagai unit untuk memproses, mengendalikan serta mengeksekusi suatu perintah yang diberikan, Penggunaan optocoupler sebagai sensor pendeteksi kecepatan putaran pompa.
Pendahuluan (4) Tujuan Membuat prototipe alat pengukur kecepatan pompa untuk menggantikan alat ukur yang telah terpasang sebelumnya dan, Untuk membantu dalam mencari solusi salah satu dari permasalahan yang ada di PRSG BATAN yaitu pada pengukuran kecepatan pompa sistem pendingin sekunder.
Pendahuluan (5) Metode Penelitian Studi Literatur, Konsultasi dan Diskusi, Perancangan, Penerapan, Pengujian.
Pendahuluan (6) Sistematika Penulisan Ilmiah Pendahuluan, Tinjauan Pustaka, Gambaran Umum Perusahaan, Perancangan dan Implementasi, Penutup.
Agenda Pendahuluan Tinjauan Pustaka Gambaran Umum Perusahaan Perancangan dan Implementasi Penutup
Tinjauan Pustaka (1) Sistem Pendingin Reaktor: Fungsi utama: pembuang panas hasil reaksi pembelahan dari teras reaktor ke lingkungan, Tujuan utama: menjaga suhu di permukaan pelat bakar lebih rendah dari batasan suhu yang dapat menyebabkan pendidihan dan mempengaruhi integritas material teras reaktor Terdiri atas: Sistem Pendingin Primer dan Sekunder
Tinjauan Pustaka (2) Diagram Sistem Pendingin Reaktor: Air Cooler (Closed Circuit Type) DN 500 DN 500 DN 300 PA01 AH 01/02/03 PD01 AH01 DN 80 DN 80 Expantio Expantion n Tank (Typ.) DN 80 Sistem Pendingin Reaktor Kolam Penyimpan Bahan Bakar Bekas DN 400 DN 500 DN 300 PA02 AH 01/02/03 Pompa Primer (JE01- AP 01/02/03) DN 500 Teras Reaktor Tanki Tunda (Tanki N16) Pompa Sekunder (PA 01/02/03 -AP01 Katup Isolasi DN 400 DN 400 Alat Penukar Bahang (Heat Exchanger) (JE01 BC 01/02) DN 600 DN 800 DN 800 Kolam Air Pendingin Distributor Cincin Gedung Reaktor (UJA) Gedung Bantu (UKA) Lingkungan Menara Air Pendingin
Tinjauan Pustaka (3) Sistem Pendingin Sekunder: Fungsi utama: mengambil dan membuang panas ke lingkungan melalui menara air pendingin Komponen: Pompa Pendingin Sekunder Menara Pendingin Filter Mekanik
Tinjauan Pustaka (4) Skema Sistem Pendingin Sekunder OUT DOOR AUXILIARY BUILDING (UKA) REACTOR BUILDING (UJA) DN 500 CARBON STEEL PIPING M M STAINLESS STEEL PIPING PA 01 AA 12 M M PA 02 - LINE PA 01 - LINE M PA 01 AP 01 PA 01 AA 08 PA 03 AA 09 DN 500 DN 500 PA 01 AA 10 PA 03 M AA 12 M PA 03 AA 11 M M 1 PA 03 AA 13 M PA 02 AA 12 PA 01 AA 14 M PA 01 AA 16 M DN 500 SECONDARY PUMPS DN 600 M PA 03 AP 01 DN 600 M PA 02 AP 01 DN 600 PA 02 AA 08 PA 02 AA 10 BEND PIPE (Typ.) PA 01 AA 16 HEAT EXCHANGER PA 01 AA 16 DN 500 PA 02 AA 01 DN 800 M DN 500 DN 500 DN 800 M PA 01 AA 01 DN 800 PA 01 AA 03 M PA 01 BT 01 PA 01 AA 02 PA 03 AA 04 M PA 03 BT 01 PA 03 AA 03 PA 02 AA 03 M PA 02 BT 01 PA 02 AA 02 PRE FILTER (Mechanic Filter) M DN 800 PA 01 AA 22 DN 500 EXPANSION JOINTS (Typ.) 2 M PA 01 AA 20 DN 500 M PA 02 AA 22 DN 500 M PA 02 AA 20 DN 500 COOLING TOWER UNITS (PA 01-AH 01/02/03+PD 01 AH 01 & PA 02-AH 01/02/03) PUMPING UNITS (PA 01 - AP 01/02/03) HEAT EXCHANGER UNITS (JE 01 - BC 01/02)
Tinjauan Pustaka (5) Mikrokontroler Unit Aritmatika dan Logika Memori Clock Input dan Output Mikrokontroler AVR 8535 Fitur Mikrokontroler AVR 8535 Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR 8535
Tinjauan Pustaka (6) Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR 8535
Tinjauan Pustaka (7) Rangkaian Pengkondisi Sinyal Optocoupler Amplifier Schmitt Trigger
Tinjauan Pustaka (8) LCD (Liquid Crystal Display) Rangkaian Pencatu Daya Berfungsi sebagai sumber daya listrik yang digunakan untuk mensuplai tegangan yang masuk ke dalam rangkaian Mikrokontroler, pengkondisi sinyal dan LCD Eagle (Easy Applicable Graphical Layout Editor) Program untuk merancang tata letak papan rangkaian tercetak (Printed Circuit Board Layout) suatu rancangan rangkaian elektronika
Tinjauan Pustaka (9) Program BASCOM Program suatu kompilator bahasa BASIC yang digunakan untuk membuat program pengendali mikrokontroler keluarga Atmel AVR.
Agenda Pendahuluan Tinjauan Pustaka Gambaran Umum Perusahaan Perancangan dan Implementasi Penutup
Gambaran Umum Perusahaan (1) Sejarah BATAN Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) didirikan tahun 1964 berdasarkan UU No. 31 Tahun 1964 dengan tugas dan fungsi melaksanakan, mengatur, dan mengawasi penelitian serta pengguna tenaga nuklir untuk tujuan damai Kegiatan Tugas pokok melaksanakan tugas pemerintahan di bidang penelitian, pengembangan dan pemanfaatan tenaga nuklir sesuai ketentuan
Gambaran Umum Perusahaan (2) Visi dan Misi: Visi: Terwujudnya iptek nuklir berkeselamatan handal sebagai pemicu dan pemacu kesejahteraan Misi: Melaksanakan litbangyasa iptek nuklir untuk bidang energi dan non energi, Melakukan diseminasi hasil litbangyasa iptek nuklir, Melaksanakan kegiatan demi kepuasan pemangku kepentingan.
Gambaran Umum Perusahaan (3) Struktur Organisasi BATAN
Gambaran Umum Perusahaan (4) Struktur Organisasi PRSG - BATAN
Gambaran Umum Perusahaan (5) Sistem Instrumentasi dan Kendali Berfungsi untuk pengukuran, pengendalian dan tindakan pengamanan dengan standar tinggi. Seluruh parameter proses maupun parameter teras ditampilkan di Ruang Kendali Utama (RKU) sedangkan beberapa parameter di tampilkan di panel lokal dan di Ruang Kendali Darurat (RKD)
Gambaran Umum Perusahaan (6) Reaktor Serba Guna G.A Siwabessy Tujuan: Untuk penelitian Komponen Utama: Teras Reaktor, Perangkat Batang Kendali, Delay Chamber, Sistem Pendingin dan Heat Exchanger, Isoation Valve, Pengungkung, Spent Fuel Storage Pool.
Gambaran Umum Perusahaan (7) Sistem Keselamatan RSG-GAS Sistem keselamatan dirancang agar reaktor beroperasi dengan aman pada segala kondisi Jenis: Keselamatan Melekat (Inherent Safety), Keselamatan Teknis (Engineered Safety), Keselamatan Administrasi (Management Safety).
Agenda Pendahuluan Tinjauan Pustaka Gambaran Umum Perusahaan Perancangan dan Implementasi Penutup
Perancangan & Implementasi (1) Bahan dan Metode Bahan: Perangkat Keras dan Perangkat Lunak Metode: Desain dengan Program EAGLE 5.4 Eagle Schematic Skematik Rangkaian Eagle Board Rancangan PCB Cetak Layout PCB BASCOM-AVR Pembuatan Program Pemasangan Komponen Pembuatan PCB Download via ISP Uji Fungsi Alat
Perancangan & Implementasi (2) Perancangan Perangkat Keras Rangkaian Unit Mikrokontroler Unit mikrokontroler atau MCU terdiri dari mikrokontroler AVR 8535 sebagai komponen utama beserta peralatan pendukung kerja seperti rangkaian pencatu daya, rangkaian clock 4 Mhz menggunakan kristal dan saklar yang berfungsi sebagai papan masukan (keypad)
Perancangan & Implementasi (3) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Mikrokontroler (Lanjutan) Skema Rangkaian
Perancangan & Implementasi (4) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Mikrokontroler (Lanjutan) Layout board MCU: sisi atas (kiri) dan sisi bawah (kanan)
Perancangan & Implementasi (5) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Tampilan LCD Komponen Utama: LCD 16x2 8 Resistor 1 Variable Resistor
Perancangan & Implementasi (6) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Tampilan LCD (Lanjutan) Skema Rangkaian
Perancangan & Implementasi (7) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Tampilan LCD (Lanjutan) Layout board LCD: sisi atas (kiri) dan sisi bawah (kanan)
Perancangan & Implementasi (8) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Pengkondisi Sinyal Komponen Utama: Optocoupler IC Schmitt triger Transistor NPN Resistor Variabel resistor (trimport) Saklar
Perancangan & Implementasi (9) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Pengkondisi Sinyal (Lanjutan) Skema Rangkaian
Perancangan & Implementasi (10) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Pengkondisi Sinyal (Lanjutan) Layout board: sisi atas (kiri) dan sisi bawah (kanan)
Perancangan & Implementasi (11) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Pencatu Daya Komponen Utama: Dioda bridge IC regulator Kapasitor elektrolit
Perancangan & Implementasi (9) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Pencatu Daya (Lanjutan) Skema Rangkaian
Perancangan & Implementasi (10) Perancangan Perangkat Keras (Lanjutan) Rangkaian Unit Pencatu Daya (Lanjutan) Layout board: sisi atas (kiri) dan sisi bawah (kanan)
Perancangan & Implementasi (11) Proses Pembuatan Printed Circuit Board Layout PCB menggunakan Program Eagle, dicetak pada kertas khusus Kertas cetakan ditempel ke PCB dua sisi, direndam sampai kertas terlepas Pelarutan PCB Pembersihan PCB Pengeboran PCB
Perancangan & Implementasi (12) Perancangan Perangkat Lunak Program pengendali alat pengukur kecepatan pompa sistem pendingin sekunder dibuat dengan program BASCOM-AVR Diagram Kerja
Perancangan & Implementasi (13) Perancangan Perangkat Lunak (Lanjutan) Inisialisasi Program secara otomatis berfungsi ketika MCU diberi daya Inisialisasi melakukan: Pengaturan awal Timer0, Counter1 dan pengaktifan sinyal interupsi Pengaturan port input LCD Pengaturan port input Optocoupler dan 3 tombol pengguna Penyiapan lokasi memori
Perancangan & Implementasi (14) Perancangan Perangkat Lunak (Lanjutan) Program Utama Power ON Inisialisasi Menu=1 Menu = 0 YES Display Message NO Display Limit Value Menu = 2 YES Set Limit Value NO Display Rotation Speed < Lower Limit YES Diplay Warning LOW!! NO > Upper Limit NO YES Diplay Warning HIGH!!
Perancangan & Implementasi (15) Perancangan Perangkat Lunak (Lanjutan) Timer0 On Timer0 Start Count0 = Count0+1 NO Count0 Max? YES Generate Interupt Signal & Reset Count0
Perancangan & Implementasi (16) Perancangan Perangkat Lunak (Lanjutan) Counter1 On Counter1 Start NO Input from Opto-coupler YES Count1 = Count1+1
Perancangan & Implementasi (17) Perancangan Perangkat Lunak (Lanjutan) Interupt Service Routine On Interupt Speed = Counter1 x 2 Counter1 = 0 Return to Main Program
Perancangan & Implementasi (18) Pengujian Catu Daya Mengukur tegangan masuk dan tegangan keluar dari catu daya Peralatan pengujian: multimeter digital Langkah pengujian: Alat dihidupkan Lakukan pengukuran pada sisi primer Lakukan pengukuran pada IC 7805 Matikan alat
Perancangan & Implementasi (19) Pengujian Alat Menggunakan simulator motor DC 12 V Pengujian pada 8 kecepatan berbeda: mampu mengukur kecepatan motor dan terlihat perbedaan nilai yang dihasilkan apabila diberikan tegangan yang semakin tinggi
Perancangan & Implementasi (20) Pengujian Alat (Lanjutan) Hasil Pengujian: Alat sudah dapat berfungsi Tabel hasil pengujian No Tegangan (volt) Pengukuran 1 Pengukuran 2 Rerata 1 2.58 35 36 35.5 2 4.97 77 78 77.5 3 7.57 124 125 124.5 4 9.98 166 167 166.5 5 12.42 210 211 210.5 6 15.07 254 255 254.5 7 17.55 299 300 299.5 8 18 308 309 308.5
Perancangan & Implementasi (21) Keterbatasan Alat Potensi sensitivitas sensor optocoupler Register 16 bit yang dimiliki counter1
Penutup Kesimpulan Alat ukur kecepatan dapat berfungsi sesuai tujuan pembuatannya. Saran Perlu dilakukan kalibrasi Perlu uji kehandalan Perlu penyempurnaan rancang bangun instalasi