Post on 08-Nov-2021
PERAN:ANGAK DAK PEMBULTAK SISTE~ ~IhROPROSESOR
UNTUK MENUNJANG PERALLTAN NUKLIR
Budiono
Pusat Penelitian Teknik Nuklir Bandung
ABSTRAK
Tujuan dari penelitian in! adalah merancang dan membuat
suatu sistem mikroprosesor untuk menunjang peralatan nuklir.
Sistem yang dibuat terdiri dari : mikroprosesor" MC 6802,
2 buah memori baca tulis (RAM) MC 6810 dan IDT 6116, 2 buah
memori baca (EPROM) MCM 2716, 2 buah input-output paralel
(PIA) MC 6821 dan sebuah input-output serial (ACIA) MC 6850.
Sistem tersebut telah dicoba untuk telemetri. Sedangkan
untuk sistem penerima data, digunakan mikrokomputer Apple J[dan interface input-output serial (ACIA), atau mikrokomputer
IBM PC-XT dan interface input-output serial RS 232 standard.
ABSTRACT
The purpose of this investigation is to design and
develop a microprocessor system for nuclear instrumenta
tions. The system comprises a MC 6802 microprocessor, two
types of IDT 6116 and MC 6810 RAM, two types of MCM 2716
EPROM, two types of MC 6821 paralel input-output and a MCM
6850 serial input-output. This microprocessor system has
been tested in an experiment at data transmitter telemetry
system. The data receiver may use an Apple Ie microcomputer
and a serial input-output (ACIA) interface, or an IBM PC-Y.T
ffiicrocomputer and a serial input-output interface, of RS 232
standard.
307
308
I. PENDAHULUAN
Mikroprosesor merupakan suatu komponen digital jenis
LSI (Large Scale Integrated Circuit) atau VLSI (Very Large
Scale Integrated Circuit) dengan kompleksitas rangkaian
sangat tinggi yang mampu melaksanakan fungsi suatu unit
pemroses sentral (CPU = Central Processing Unit). Sistem
mikroprosesor adalah suatu sistem yang mempergunakan mikro
prosesor sebagai komponen utama, yang dilengkapi dengan
memori baca tulis (RAM = Random Acess Memory), memori baca
(ROM = Read Only Memory) dan unit input output (I/O). Dengan
demikian susunan sistem mikroprosesor serupa dengan susunan
suatu sistem mikrokomputer. Sistem mikroprosesor dapat
dipergunakan pada berbagai jenis peralatan dalam banyak
bidang, misalnya : bidang instrumentasi, nuklir, komunikasi,
kedokteran dan ~ain sebagalnya.
Keuntungan penggunaan mekroprosesordalam suatu slstem
terutama adalah bersifat fleksibel, serba guna dan dapat
diprogram jadi dengan mempergunakan perangkat keras .yang
sama atau hampir sama dapat diperoleh berbagai macam apli
kasi yang berbeda dengan hanya mengganti/ mengubah program.
Dalam makalah ini akan dibahas mengenai perancangan dan
pembuatan sistemm mikroprosesoruntuk menunjang peralatan
nuklir, misalnya uji tangkap gondok, renograf dan lain
sebagainya. Sistem mikroprosesor yang dibuat diuji cobakan
pada pesawat pengirim data lingkungan radiasi nuklir secara
telemetri. Pesawat penerima data untuk uji coba ini diguna-
kan mikrokomputer Apple Jr dan IBM PC-XT.
II. BAHAN DAN TATA KERJA
Pada umumnya hal-hal yang perlu diperhatikan pada
perancangan dan pembuatan sistem mikroprosesor, antara lain:
,arsitektur mikroprosesor, pet a saluran alamat untuk ke-
.perluan perangkat keras, rangkaian dekoder dan lain
sebagainya.
309
11.1. Sistaro roikroprosesor
Blok diagram sistem mikroprosesor yang direncanakan
dapat dilihat pada gambar 1.
Data bus Control bus Address bus
L::J~r" :-"--- - --1'--;r- - ",---~-~-~f I
I II
J 1 1,:,1 ,~,11J. ,~ \J 1l'J, J,
l.-
i,-
EPROM
RAMPIAPIAACIAEPROMRAM1
112 22TT .'Decoder - 1
-4Decoder
2
Gambar 1. Blok diagram sistem mikroprosesor yang direncanakan.
Clock = xtal 3,58 MHzMPU= MC 6802.EPROM 1
dan 2 = MCM 2716 ACIA= MCM 6850PIA 1
dan 2= MC 6821 RAM 1= MC 6810Decoder 1
= 74LS156 RAM 2= IDT 6116Decoder 2
= 74LS138
Untuk pengamatan komponen-komponen tersebut, dibuat suatu
tabel peta saluran alamat, lihat tabel 1.
310
Tabe1 J.. Peta sa1uran a1amat.- --.-,."-
-- . - .------ --- -
DeviceVMA"1514 1312 111 09876543210
EPROM1111110
RAM
11111001000
PIA
1111100100100000
PIA 2
111100100100001
ACIA
1111001110000000
EPROM2
101000
RAM 2
101001
Pengalamatan dalam hexadesimal
."--.- - ~_._------_. ----_. - ._._-EPROM 1:$ FOOO - $ F7FF
RAM 1
:$ E400 - $ E47F
PIA 1
:$ E480 - $ E483
PIA 2
:$ E484 - $ E487
ACIA
:$ E700 - $ E701
EPROM 2
.$ 4000 - $ 47FF.RAM 2
:$ 4800 - $ 47FF
11.2.
Decoder
Agar
sistemmikroprosesorbekerjasesuaidengan
fungsinya,
makasetiapkomponen yangberhubungandengan
mikroprosesor
diberipengalamatan,denganmenggunakan
rangkaian decoder.
Rangkaian decoder 1. menggunakan chipIC
TTL 74LS156 DAPAT dilihat pada gambar 2.
A10
A 2YO = $ EOOO - $ E3FF
A11
B 2Y1= $ E400 - $ E7FF
A12
C1-2Y2 = $ E800 - $ EBFF
C2
2Y3 = $ ECOO - $ EFFF
A13=it)
74LS156'1YO = $ FOOO - $ F3FF
A14 0.
G11Y1= $ F400 - $ F7FF
A15=t--
G21Y2 = $ F800 - $ FBFF
YMA 74LS20
--1Y3 = $ FCOO - $ FFFF
Gambar 2. Rangkaian decoder 1.
311
Rangkaian decoder 2menggunakan chipIC 74LS135 dapat
dilihat pada gambar 3.
A11
A 00= $ 4000 - $ 47FF
A12
B 01= $ 4800 - $ 4FFF
A13
C 02= $ 5000 - $ 57FF
74LSOO
74LS13803= $ 5800 - $ 5FFF
·A15~
04= $ 6000 - $ 67FF
E1 E 05
= $ 6800 - $ 6FFF
VMA ~E2
06= $ 7000 - $ 77FF
A14
E307= $ 7800 - $ 7FFF
Gambar 2. Rangkaian decoder 2.
Tabel fungsi 74 LS156 dan 74LS138 dapat dilihat pada
Lampiran 1.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Sistem mikroprosesor yang dibuat, diuji-cobakan pada
sistem telemetri data lingkungan radiasi nuklir, yang blok
diagramnya tertera pada gambar 4. Uji-coba untuk sistem ini
meliputi pengujian sistem untuk input statis dan input
dinamis. Laju baud yang dipilih pada sistem telemetri 300
bit/detik, sedangkan panjang data yang dipilih terdiri dari:
1 bit pemula, 8 bit data, 1 bit paritas dan 1 bit penghenti.
Uji coba sistem telemetri ini dilakukan di Balai Instru
mentasi PPTN-BATAN, Bandung.
input
analog
ADC & I J
multiplex nI!
.312
Sistem
mikroprosesor
1~RS 232
Apple J[
IBM
PC-XT
moni tor I
printer I
monitor
printer
Gambar 4. Blok diagram sistem telemetri.
111.10 Pengujian input statis
Pengujian input statis dilakukan dengan memberikan
berbagai macam level tegangan pada ADC-0809 (Analog to
Digital Converter) untuk tiap-tlap saluran. Data yang
dikirimkan berupa tegangan analog, sedang data yang diterima
dalam bentuk desimal. Hasil pengujian dapat dilihat pada
tabel 2. Dari tabel 2. untuk berbagai level tegangan input
didapatkan hasil yang sama untuk tiap-tiap saluran dari ADC_
Dari tabel 2. juga dapat dibuat kurva antara tegangan input
analog yang merupakan data yang dikirimkan dengan output
tegangan kuantasi yang merupakan data yang diterima.
dari kurva tersebut dapat dilihat pad a gambar 5.
Tabel 2. Hasil pengujian input statis.
Hasil
"
313
"
Tabel 2. Hasil penguJian input statis.
~
12-:.'45678
Volt
0,00
0°I)°00(I00,25
,.33,.33-4".:J'-' .....•.....•
(), ~~()13131313131-•.1":r13
O,7~2727272727272727
:1 ,00414141414141Ill.4.1
1,255656565656::)656:16
1,507171717171717171
1,7586868686868686f:J6
2,00101101101101101101101101
2,25116116116116116116-1.16116
2,50131131131r,H1::H1:,::.11:,::.1131
2,75146146146146146146146146
3,001591591591591591~19159159
3!12517417417417417417417'+174
3,5()189189189189189189189189
3,752()32032032032()320320:5203
4,00217217217217217217217217
4,25231231231231231231Z~H231
4,50245245245245245245245245
4,752522522522522522522::\2252
5,00255255255255255255255255
-
17U
z,u2S~
24U
ZJU
ll~21U
lUll
I'U
189• 17U•, HU
~ I~U
• 149~1JU
, 129X 119
~ lUllI '9~ 19I 79
~ '9SU
4U
39
Z9
19
9
[jamb.:"," ~i. I<ur-va hubunqan in pu t dc.'\n OLi lPLl t.
.314
111.2. Pengujian input dinamis
Untuk pengujian dinamis, digunakan input sinusoida
dengan frekuensi yang rendah (sekitar 1 Hz.). Pembangkit
gelombang sinus dengan frekuensi 1 Hz yang digunakan,
mempunyai amplituda maksimum 4,7 volt dan amplituda minimum
1,5 volt, yang bentuk gelombangnya tidak betul-betul sinus
murni.
Dari hasil pengujian, dimana input sinus hanya dicoba
kan pada satu saluran saja dari rangkaian ADC, didapatkan
kurva hasil pengujian mempunyai perioda yang sama dengan
input, tetapi amplituda pada harga maksimum terpotong. Hai
ini dapat dimengerti, karena dari kurva hubungan input dan
output pada pengujian stat is (gambar 5.), daerah linier
terdapat pada selang 0,5 - 4,5 volt. Sedang untuk input
lebih besar dari 4,5 volt, output cenderung untuk menuju
daerah saturasi.
Bentuk kurva sinyal input dan output pada uji coba yang
dilakukan dapat dilihat pada gambar 6 dan garobar 7. Sinyal
ouput yang ditunjukkan pada kurvahasil pengujian, bukanlah
merupakan sinyal analogmurni, tetapi dapat dikatakan meru
pakan sinyal analog yang terkuantisasi. Sinyal terkuantisasi
_ mempunyai kesalahan yang tidak dapat diperkecil lagi,
besarnya kesalahan sinyal kuantisasi terhadap sinyal
analognya adalah + 1/2 resolusi dari pencuplikan sinyal
analognya. Besarnya resolusi untuk setiap satu bit adalah 5
volt/255 = 19,6 mvolt.
5
o
315
v (Volt)
1 t (dallk)
2
ACUOL T)
o
APPLE
(.Jc:.\mb~H"6. Den tu k 5 inya 1 in pu t dan au tpu t. pacL:.\ t rr::~:.UQrH;i 1 H~:.
316
V(Yolt)
5
:5
1
o
3
:2
ACUOL n
o
1
APPLE
~ t. (dr;tik)
lGambar 7. Bentuk sinyal input dan output pada frekuensi > 1 Hz.
317
111.3. Perhitungan Naktu Bumping
Untuk menentukan waktu sampling, dilakukan dengan
menghitung siklus mesin dari mikroprosesor pengirim data,
mulai dari saat mencuplik suatu data hingga ke pencuplikan
selanjutnya. Banyaknya siklus mesin 'yang diperlukan dalam
satu perioda sampling dihitung berdasarkan banyaknya operasi
yang dilakukan mikroprosesor, dan tiap-tiap operasi mem
butuhkan jumlah siklus yang berbeda-beda. Jumlah siklus
mesin yang dihitung berdasarkan program yang dibuat adalah =
196.929 siklus. Clok yang digunakan oleh mikroprosesor = 895.KHz. Jadi waktu yang dibutuhkan olehmikroprosesor dalam satu
kali pencuplikan data = T (perioda sampling) =
196.929/895.000 = '0,22 detik, untuk satu saluran. Apabila
digunakan sebanyak 8 saluran pada ADC, maka waktu yang
dibutuhkan = 8 x 0,22 detik = 1, 76 detik.
IV. ICESHIPULAN
Dari uraian diatas dapat diambil kesimpulan sebagai
berikut:
Dengan uji coba pada sistem telemetri tersebut, maka
sistem mikroprosesor yang dibuat dapat menunjang
peralatan nuklir apabila diperlukan.
- Komponen yang digunakan pada pembuatan sistem
sor ini mudah didapat dipasaran,
keseluruhan lebih ekonomis.
Sistem mikroprosesor yang dibuat dapat
dengan menambah memori dan input-output
maupun serial.
- Sistem mikroprosesor yang dibuat diperlengkapi dengan
interface serial RS 232 standard.
dan
mikroprose
harga sistem
dikembangkan'
baik paralel
318
v. DAFTAR PUSTAKA
1. UFFENBECK J.E. (1983): "Hardware Interfacing with
the Apple J[ Plus", Prentice-Hall, Inc.
2. ARTWICK B. A. (1980): "Microcomputer Interfacing",
Prentice-Hall, Inc, Englewood Cliffso
3. ANONIM (1980) : "MEK 6802D5 Microcomputer Evaluation
Board User's Manual", Motorola, Inc.
4. JOHN MARKUS. (1968 ) "Sourcebook of Electronic
Circuit", Mc Graw-Hill, Inc.
5. HOWARD BOYET. (1982): "The 8085 Microprocessor
Fundamentals
Training Inc.
and Appl ications·', Microprocessor
LAI·IPB.-UT 1.
S'L'Ct {: ",
IId'un
C 1)1
srnODE 12}IC
DAtAIC
su[cr•
SEl rCTA
DATA (15)ZC
'LS 1J8, 'S1.J8
DATA
OUTrUTS
319
'LS1J8, 'S1J8FUNCTION TABLE
INPUTS OUTPUTSENABLESELECT
01
02"CDAVO V1 V2 VJ V4 VS V6 V7X
HXX _ ,XHHHHHHHHL
XXX;')(..HHHHHHHHH
LLLLLHHHHHHHH
LLLHHLHHHHHHH
LLHLHHLHHHHHH
LLHHHHHLHHHHH
LHLLHHHHLHH 'HH
LHLHHHHHHLHHH
LHHLHHHHHHLHH
LHHHH ·HHHHHHL
-G7· G2A • 02~H • high 1.".1, L - low leY.,I. X • i".I • ..,.",
FUNCTION TABLES2·LINE·T0-4·LINE DECODER
OR 1·LlNE·T0-4·LINE DEMULTIPLEXER
INPUTS OUTPUTS
SE LECT
STROBEDATA
D
AIG _tCIVOIVIIV2IVJ
.'.f
XH'X HHHH
C'
LL"LHHH
L
HL HHLHH
HLLHHHLH
H
HL HHHHL
X
XX• 'L' HHHH
INPUTS OUTPUTS
SEL ECT
STRODEDATA
B
A2G2C2VOHI2V2-:InX
XHXHHHH
L
LLLLHHH
L
HL LHLHH
H
LL.. LHHLHH
HL' L HHHL
X
X,
H HHHHX
STHOBl2C
1141
320
TANYA JAWAB
1. J Kamadi
a. Dari blok diagram sistero teleroetri (hal 6) bagairoana
cara roeroodulirke dalam transroiter (TX) untuk geloro
bang yang dituropangkan tersebut ?b. Apakah sistero roodulasinya, Freq-roodulasi atau AM atau
CW ?
Jawaban :
a. Data digital I/O dari serial input-output kami rubah
roenjadi frekuensi logic 1 ---) 1270 Hz
logic 0 ---) 1070 Hz
Baru frekuensi tersebut dituropangkan pada frekuensi
carier (161 MHz) TX
b. Sistero roodulasinya pakai FM dengan frekuensi 161 MHz.
2. Subari S :
a. Mengapa harus roerancang sistero uP yang sama dengan Kit
uP 6802 roohon dijelaskan.
b. Mengapa pada gambar2 dan gambar 3 digunakan VMA untuk
input gerbang 741320 & 741300.
Jawaban :
a. uP 6802 kami buat karena :
- Harga dipasaran kit yang sudah jadi roahal sekali.
- sistero roikroprosesor 6802 terroasuk yang cukup andal,
karena dengan power suply 3 Volt ---) sistero tetap
bekerja.
- peroakaian di PPTN banyak digunakan
b. Hal ini karoi sesuaikan dengan kit roikrokoputer
6802D5, sehingga sistero dapat bekerja dengan fungsinya.
3. Sudiyanto
a. Initialisasi pakai bahasa apa ?b. Eprom diisi apa
c. Ada key boardnya ?
Jawaban :
a. Initialisasinya mempergunakan bahasa assembly
b. - Eprom I --7 diisi program monitor untuk jump atau
loncat ke Eprom II - Eprom II --7 diisi program
kerjanya
c. sistem yang kami buat tidak kami sediakan key board
4. Sumantri
a. Apakah 8 kapsul yang akan dipakai dalam percobaan itu
sudah di cek semua karena yang akan diambil standard
diambil satu.
b. Bagaimana mendeteksinya setelah kapsul ditelan
Jawaban :
a. Kapsul tersebut sebelum dikirim dirumah sakit diselek
si dulu oleh PPTN, dan setelah tiba dirumah sakit juga
ditest dulu.
b. Cara mendeteksi kapsul terse but dengan teknik peru nut,
dideteksi dengan detektor NaICTL) Sintilasi dan di
tampilkan pada layar monitor.
PEN6EMBAN6AN PEMBUATAN SINTILATDR
ANOR6ANIK PADAT ZnS(Ag)
Agus Santoso
S. M. Prasetyo
Pusat Penelitian Nuklir'Yogyakarta-
--ABSTRAK
Telah dibuat sintil'ator ZnS(Ag)- untlik-mendet@ksi -zarah-..
al~a. Digunakan berbagai konsentrasiAg untuk mendapatkan
resolusi dan efesiensi yang terbaik. -Konsentra6i Ag yang
0,25"1.. Resolusi terbaik yang -dapat dic:apai dalatn penelitian
-ini adalah (79~-2':t 0.,3)'1. dengan konsentrasi Ag ..sebanyak 17..dan· 1~25% dan e-fisiensiterbaiknya adalah -(47 :t2)7.- deng&n
konsentrasi Ag sebanyak 1.,25%.
ABSTRACT
-Silver-activated zi nc-sul-fide 'scit'iti llstor -for
detecting alpha partic:les has been made. Various silver
c:onc:ec:trations are used to obtain the be~tresolution and
ef-fecienc:y. These silver conc:entrations started -frOfll0.5"''''up to 3.0'1. with 0.257. inc:rement. The best resDlution
ac:hieved is (79..2 ± 0.3}7. whic:h c:an be found in 1% and 1.25%-:
silver c:onc:entratin,and ~he best e-fficienc:yis (47 ± -2)~ inI
'1.25'"1. siIver c:onc:entration.
322