Pembuatan Alat Pengukur Kecepatan Pompa Sistem Pendingin...

Pembuatan Alat Pengukur Kecepatan Pompa Sistem

Pendingin Sekunder Berbasis AVR 8535

Oleh:

Hilda Chaerani Azis

(1A111271)

Pembimbing:

Dr. Setia Wirawan, SKom., MMSI

• Pendahuluan

• Tinjauan Pustaka

• Gambaran Umum Perusahaan

• Perancangan dan Implementasi

• Penutup

Agenda

• 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 (1)

• 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 (2)

• 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 (3)

• 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 (4)

• Metode Penelitian

– Studi Literatur,

– Konsultasi dan Diskusi,

– Perancangan,

– Penerapan,

– Pengujian.

Pendahuluan (5)

• Sistematika Penulisan Ilmiah

– Pendahuluan,

– Tinjauan Pustaka,

– Gambaran Umum Perusahaan,

– Perancangan dan Implementasi,

– Penutup.

Pendahuluan (6)

• Pendahuluan




• Penutup

Agenda

• 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 (1)

• Diagram Sistem Pendingin Reaktor:


Tanki Tunda

(Tanki N16)

PA01

AH 01/02/03

PD01 AH01

PA02

AH 01/02/03

Kolam

Air Pendingin

Pompa Sekunder

(PA 01/02/03 -AP01

DN 800

DN 800

DN

60

0

Gedung Bantu (UKA) Lingkungan Menara Air PendinginGedung Reaktor (UJA)

Distributor Cincin

Teras

Reaktor

Expantio

nExpantion

Tank (Typ.)

Air Cooler

(Closed Circuit Type)

Pompa Primer

(JE01- AP 01/02/03)

Alat Penukar Bahang (Heat Exchanger)(JE01 BC 01/02)

Kolam

Penyimpan

Bahan Bakar

Bekas

Sistem Pendingin Reaktor

Katup

IsolasiDN 400

DN 400

DN 500

DN 500

DN 500

DN

50

0

DN 300

DN 300

DN 400

DN

80

DN

80

DN

80

• Sistem Pendingin Sekunder:

– Fungsi utama: mengambil dan membuang panas ke lingkungan melalui menara air pendingin

– Komponen:

• Pompa Pendingin Sekunder

• Menara Pendingin

• Filter Mekanik



• Skema Sistem Pendingin Sekunder

PA 02 - LINE PA 01 - LINE

M M

M MM

M

M

BE

ND

PIP

E (T

yp.)

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

M

PA

02

AA

01

PA

01

AA

01

CARBON STEEL

PIPING

STAINLESS STEEL

PIPING

AUXILIARY BUILDING (UKA) REACTOR BUILDING (UJA)OUT DOOR

PA 01 AA 22

PA 02 AA 22

PA 01

AA 02

PA 03

AA 03

PA 02

AA 02

PA 01

AA 03

PA 03

AA 04

PA 02

AA 03

PA 02

AA 08

PA 03

AA 09

PA 01

AA 08

PA 02

AA 10

PA 03

AA 11

PA 01

AA 10 PA 03

AA 12

PA 03

AA 13

PA 01

AA 12

PA 02

AA 12

PA 01

AA 14

PA 01

AA 16

PA 01

AA 16

PA 01

AA 16

M PA 02 AA 20

M PA 01 AA 20

DN

800

DN

800 D

N 5

00

DN

500

DN 500

DN 500

DN 800

DN 800

DN

600

DN

600

DN

600

DN 500

DN 500

DN 500

PRE FILTER

(Mechanic Filter)

HEAT EXCHANGER UNITS

(JE 01 - BC 01/02)

PUMPING UNITS

(PA 01 - AP 01/02/03)

COOLING TOWER UNITS

(PA 01-AH 01/02/03+PD 01 AH 01 &

PA 02-AH 01/02/03)

EXPANSION

JOINTS (Typ.)

DN 500

DN 500

DN

500

DN

500

1

2

M

M

M PA 02

AP 01

PA 03

AP 01

PA 01

AP 01

PA 02

BT 01

PA 03

BT 01

PA 01

BT 01

SE

CO

ND

AR

Y

PU

MP

S

HEAT

EXCHANGER

• Mikrokontroler

– Unit Aritmatika dan Logika

– Memori

– Clock

– Input dan Output

• Mikrokontroler AVR 8535

– Fitur Mikrokontroler AVR 8535

– Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR 8535


• Konfigurasi Pin Mikrokontroler AVR 8535


• Rangkaian Pengkondisi Sinyal

– Optocoupler

– Amplifier

– Schmitt Trigger


• 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


• Program BASCOM

– Program suatu kompilator bahasa BASIC yang digunakan untuk membuat program pengendali mikrokontroler keluarga Atmel AVR.


• Pendahuluan




• Penutup

Agenda

• 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 (1)

• 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.


• Struktur Organisasi BATAN


• Struktur Organisasi PRSG - BATAN


• 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)


• 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.


• 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).


• Pendahuluan




• Penutup

Agenda

• Bahan dan Metode

– Bahan: Perangkat Keras dan Perangkat Lunak

– Metode:

Perancangan & Implementasi (1)

CetakLayout PCB

PembuatanPCB

PemasanganKomponen

BASCOM-AVR

Pembuatan Program

Desain dengan Program EAGLE 5.4

Eagle Schematic

Skematik Rangkaian

Eagle Board

Rancangan PCB

Download via ISP

Uji Fungsi Alat

• 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 Perangkat Keras (Lanjutan)

– Rangkaian Unit Mikrokontroler (Lanjutan)

• Skema Rangkaian



– Rangkaian Unit Mikrokontroler (Lanjutan)

• Layout board MCU: sisi atas (kiri) dan sisi bawah (kanan)



– Rangkaian Unit Tampilan LCD

• Komponen Utama: – LCD 16x2

– 8 Resistor

– 1 Variable Resistor



– Rangkaian Unit Tampilan LCD (Lanjutan)

• Skema Rangkaian



– Rangkaian Unit Tampilan LCD (Lanjutan)

• Layout board LCD: sisi atas (kiri) dan sisi bawah (kanan)



– Rangkaian Unit Pengkondisi Sinyal

• Komponen Utama: – Optocoupler

– IC Schmitt triger

– Transistor NPN

– Resistor

– Variabel resistor (trimport)

– Saklar



– Rangkaian Unit Pengkondisi Sinyal (Lanjutan)

• Skema Rangkaian



– Rangkaian Unit Pengkondisi Sinyal (Lanjutan)

• Layout board: sisi atas (kiri) dan sisi bawah (kanan)



– Rangkaian Unit Pencatu Daya

• Komponen Utama: – Dioda bridge

– IC regulator

– Kapasitor elektrolit



– Rangkaian Unit Pencatu Daya (Lanjutan)

• Skema Rangkaian



– Rangkaian Unit Pencatu Daya (Lanjutan)

• Layout board: sisi atas (kiri) dan sisi bawah (kanan)


• 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 Perangkat Lunak

– Program pengendali alat pengukur kecepatan pompa sistem pendingin sekunder dibuat dengan program BASCOM-AVR

– Diagram Kerja


• 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



– Program Utama


InisialisasiMenu=1

PowerON

Display Message

DisplayRotation Speed

< Lower Limit

NO

YES

Menu = 0

NO

YES

DisplayLimit Value

Menu = 2

NO

YESSet Limit Value

> Upper Limit

Diplay WarningLOW!!

Diplay WarningHIGH!!

YES

NO


– Timer0


Count0 Max?

NO

YES

OnTimer0 Start

Count0 = Count0+1

Generate Interupt Signal&

Reset Count0


– Counter1


Input from Opto-coupler

NO

YES

OnCounter1 Start

Count1 = Count1+1


– Interupt Service Routine


OnInterupt

Speed = Counter1 x 2

Return to Main Program

Counter1 = 0

• 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


• 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


• 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

• Keterbatasan Alat

– Potensi sensitivitas sensor optocoupler

– Register 16 bit yang dimiliki counter1


• Kesimpulan

– Alat ukur kecepatan dapat berfungsi sesuai tujuan pembuatannya.

• Saran

– Perlu dilakukan kalibrasi

– Perlu uji kehandalan

– Perlu penyempurnaan rancang bangun instalasi

Penutup

Pembuatan Alat Pengukur Kecepatan Pompa Sistem Pendingin...

Documents

Transcript of Pembuatan Alat Pengukur Kecepatan Pompa Sistem Pendingin...