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