1 tugas akhir sistem pencacah radiasi model spr 01

i

1 TUGAS AKHIR

SISTEM PENCACAH RADIASI MODEL SPR 01

BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA8535

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat

Memperoleh gelar Sarjana Teknik pada

Program Studi Teknik Elektro

Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma

Disusun oleh :

REZA MARIO SIPAYUNG

NIM : 165114063

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA 2020

PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI

ii

2 FINAL PROJECT

RADIATION COUNTING SYSTEM MODEL SPR 01

BASED ON ATMEGA8535 MICROCONTROLLER

In partial fulfilment of the requirements

For the degree of Sarjana Teknik

In Electrical Engineering Study Program

Faculty of Science and Technology Sanata Dharma University

REZA MARIO SIPAYUNG

NIM : 165114063

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM ELECTRICAL ENGINEERING DEPARTMENT

FACULTY SCIENCE AND TECHNOLOGY SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA 2020


vi

6 MOTO DAN PERSEMBAHAN

“ LakukanlahkewajibanmudengansetiaterhadapTUHAN,Allahmu,denganhidupmenurutjalanyangditunjukkan-Nya,dandengantetapmengikutisegala

ketetapan,perintah,peraturandanketentuan-Nya,sepertiyangtertulisdalamhukumMusa,supayaengkauberuntungdalamsegalayangkaulakukandan

dalamsegalayangkautuju“

(1 RAJA-RAJA 2 : 3)

Persembahan:

Skripsi ini saya persembahkan untuk Tuhan Yesus Kristus atas berkat dan karunia-Nya

Yang telah menguatkanku sehingga dapat terus terjaga dalam menyelesaikan tugas akhir

Kepada orang tua yang selalu senantiasa memberikan dukungan dan semangat

Semangat yang diberikan oleh kedua orangtua saya membuat saya tegar dan kuat

Kepada Kela dan Bou yang selalu memberikan dukungan kepada saya dari kecil

Kepada Oppung dan Tua yang sangat menyayangi kami cucu-cucunya

Untuk adik-adikku Riska dan Heryadi yang selalu memberikan semangat

Kepada Dosen Pembimbing Martanto, M.T. dan Jumari, S.ST.

Terimakasih telah membimbing dan mengajari dalam pembuatan tugas akhir

Untuk teman-teman seperjuangan yang membantu dan memberi semangat


viii

8 INTISARI

Sistem pencacah radiasi berbasis mikrokontroler ATMEGA8535 dibuat agar dapat menunjang keperluan peralatan nuklir. Sistem pencacah radiasi adalah alat yang digunakan untuk pengukuran intensitas radiasi beta dan gamma pada suatu lokasi yang diperkirakan ada benda atau zat yang mengandung radioaktif. Data hasil pengukuran berupa cacahan yang ditampilkan oleh mikrokontroler ATMEGA8535 pada LCD 16 x 2.

Cara kerja sistem pencacah radiasi adalah melalui pengubahan radiasi menjadi pulsa-pulsa listrik negatif oleh detektor Geiger Muller yang diberi tegangan sekitar 900 Volt sesuai dengan tegangan operasi kerja detektor Geiger Muller. Pulsa-pulsa listrik tadi kemudian diolah oleh pembentuk pulsa kotak untuk dibalik dan dikuatkan pulsanya agar dapat dibaca oleh mikrokontroler ATMEGA8535. Mikrokontroler mengolah data cacahan dan menampilkan cacahan pada LCD 16 x 2.

Hasil yang didapat dalam pembuatan sistem pencacah radiasi dibagi menjadi 3 buah bagian yaitu penyedia daya tegangan tinggi, pembentuk pulsa dan counter timer. Trafo hv pada penyedia daya tegangan tinggi yang dibuat sudah bisa dikendalikan tegangannya dari 0 – 500 VAC dengan menggunakan mikrokontroler dan DAC0800 tetapi trafo belum dapat dibebani rangkaian pelipat ganda tegangan untuk mendapatkan tegangan maksimum nya di 1000 VDC. Pembentuk pulsa kotak sudah dapat membalik dan menguatkan pulsa listrik negatif dari detektor Geiger Muller dengan lebar pulsa 15 µs dan tinggi pulsa 5 volt. Linieritas pencacahan(R2) yang didapatkan dari pengujian didapatkan rata-rata dari keseluruhan mendekati 1. Pengujian kestabilan pencacahan menggunakan sumber radiasi Sr-90 diperoleh nilai chi square test(X2) 24,80. Nilai X2 yang diizin kan harus berada pada ring 7,663 ≤ X2 ≤ 36,191. Nilai X2 tersebut sudah memenuhi standar yang ditetapkan oleh International Atomic Energy Agency.

Kata Kunci: Mikrokontroler, LCD 16 x 2, Trafo HV, Linieritas, International Atomic Energy Agency


ix

9 ABSTRACT

Radiation counting system based on atmega8535 microcontroller is made to support the needs of nuclear equipment. The radiation counter system is a tool used to measure the intensity of beta and gamma radiation at a location where an object or substance that contains radioactivity is thought to exist. The measurement data is in the form of counts displayed by the ATMEGA8535 microcontroller on the LCD 16 x 2.

The radiation counter system works is by converting the radiation into negative electrical pulses by the Geiger Muller detector which is given a voltage of about 900 Volts in accordance with the working voltage of the Geiger Muller detector. The electric pulses are then processed by the square pulse shapping to be reversed and the pulses amplified so that they can be read by the ATMEGA8535 microcontroller. The microcontroller processes the count data and displays the count on a 16 x 2 LCD.

The results obtained in the manufacture of a radiation counter system are divided into 3 parts, namely the high voltage power provider, the pulse shapping and the counter/timer. The hv transformer on a high-voltage power provider that is made can be controlled for the voltage from 0 - 500 VAC by using a microcontroller and DAC0800 but the transformer cannot be burdened with a voltage multiplier circuit to get its maximum voltage at 1000 VDC. The square pulse shapping is able to reverse and amplify the negative electrical pulses from the Geiger Muller detector with a pulse width of 15 µs and a pulse height of 5 volts. The linearity of the count (R2) which is obtained from the test, the average of the whole is close to 1. The stability of the count using the Sr-90 radiation source, the chi square test value (X2) is 24,80. The permissible value of X2 must be in the range of 7,663 ≤ X2 ≤ 36,191. The X2 value has met the standards set by the International Atomic Energy Agency.

Key Words: Microcontroller, LCD 16 x 2, HV Transformer, Linearity, International Atomic Energy Agency


xii

11 DAFTAR ISI

TUGAS AKHIR ..................................................................................................................... i FINAL PROJECT ................................................................................................................. ii Halaman Persetujuan ............................................................................................................ iii HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................................. iv LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN KARYA .............................................................. v MOTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................................................... vi LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN .................................................................... vii INTISARI ........................................................................................................................... viii ABSTRACT ......................................................................................................................... ix KATA PENGANTAR ........................................................................................................... x DAFTAR ISI ....................................................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR .......................................................................................................... xiv DAFTAR TABEL .............................................................................................................. xvi BAB I ..................................................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ........................................................................................................ 1 1.2 Tujuan dan Manfaat ................................................................................................ 2 1.3 Batasan Masalah ..................................................................................................... 2 1.4 Metodologi Penelitian ............................................................................................. 3

BAB II ................................................................................................................................... 5 2.1 Radiasi Alpha, Beta dan Gamma ............................................................................ 5 2.2 Detektor Geiger Muller ........................................................................................... 5 2.3 Mikrokontroler ATMEGA8535 .............................................................................. 8

2.3.1 Fitur ATMEGA8535 ....................................................................................... 8 2.3.2 Deskripsi Pin ................................................................................................... 9 2.3.3 Interupsi ......................................................................................................... 11 2.3.4 Timer/Counter ............................................................................................... 14

2.4 CVAVR ................................................................................................................ 16 2.5 DAC 0800 ............................................................................................................. 16 2.6 Teori Pelipat Tegangan ......................................................................................... 17 2.7 Transistor Sebagai Saklar ..................................................................................... 19 2.8 Trafo Step Up ........................................................................................................ 22 2.9 LCD(Liquid Crystal Display) ............................................................................... 22 2.10 Pembagi Tegangan ................................................................................................ 24 2.11 LED(Light Emitting Diode) .................................................................................. 24 2.12 Monostable Multivibrator ..................................................................................... 26 2.13 Square Wave Generator ........................................................................................ 28 2.14 Op-amp Komparator ............................................................................................. 30 2.15 Chi Square Test ..................................................................................................... 31

BAB III ................................................................................................................................ 33 3.1 Model Sistem ........................................................................................................ 33 3.2 Perancangan Perangkat Keras ............................................................................... 34 3.3 Perancangan Perangkat Lunak .............................................................................. 42


xiii

BAB IV ................................................................................................................................ 46 4.1 Bentuk Fisik Sistem Elektronik ............................................................................ 46 4.2 Pengoperasian Alat ............................................................................................... 48

4.2.1 Kontrol pada panel depan terdiri dari : .......................................................... 48 4.2.2 Kontrol pada panel belakang terdiri dari: ...................................................... 48 4.2.3 Cara Pemakaian ............................................................................................. 48

4.3 Analisis Sistem Pencacah Radiasi ........................................................................ 49 4.4 Penyedia Daya Tegangan Rendah DC .................................................................. 55 4.5 Analisis Penyedia Daya Tegangan Tinggi DC ..................................................... 55

4.5.1 Analisis Hardware Penyedia Daya Tegangan Tinggi .................................... 55 4.5.2 Analisis Software Penyedia Daya Tegangan Tinggi ..................................... 60

4.6 Analisis Rangkaian Pembentuk Pulsa ................................................................... 62 4.7 Analisis Program Aplikasi Counter/Timer ........................................................... 64

4.7.1 Program Mikrokontroler 2 Sebagai Counter/Timer ...................................... 64 4.7.2 Pengujian Linearitas Mikrokontroler dengan Menggunakan AFG ............... 69

BAB V ................................................................................................................................. 79 5.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 79 5.2 Saran ..................................................................................................................... 79

Daftar Pustaka ..................................................................................................................... 80


xiv

12 DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Blok Diagram Sistem Pencacah Radiasi Berbasis Mikrokontroler ATMEGA8535 ...................................................................................................................... 3 Gambar 2.1 Daya Tembus Radiasi ........................................................................................ 5 Gambar 2.2 Detektor Geiger Muller...................................................................................... 6 Gambar 2.3 Daerah Plato detektor GM ................................................................................ 8 Gambar 2.4 Mikrokontroler ATMEGA8535......................................................................... 9 Gambar 2.5 Register GICR ................................................................................................. 12 Gambar 2.6 Register MCUCR ............................................................................................ 13 Gambar 2.7 Register MCUSCR .......................................................................................... 13 Gambar 2.8 Register GICR ................................................................................................. 14 Gambar 2.9 Register TCCR0 .............................................................................................. 14 Gambar 2.10 Register TCNT0 ............................................................................................ 15 Gambar 2.11 Register OCR0 ............................................................................................... 15 Gambar 2.12 Konfigurasi Pin DAC 0800 ........................................................................... 17 Gambar 2.13 Aplikasi Rangkaian DAC dengan LM741 ..................................................... 17 Gambar 2.14 (a) Rangkaian Pengganda Tegangan ............................................................ 18 Gambar 2.15 Grafik Karakteristik Transistor ..................................................................... 20 Gambar 2.16 Transistor Kondisi Jenuh(Saklar Posisi ON) ................................................. 20 Gambar 2.17 Transistor Kondisi Mati(saklar posisi OFF) ................................................. 20 Gambar 2.18 Trafo Step Up dan Trafo Sederhana .............................................................. 22 Gambar 2.19 LCD 16x2 ...................................................................................................... 23 Gambar 2.20 Pembagi Tegangan......................................................................................... 24 Gambar 2.21 Simbol dan Bentuk fisik LED ....................................................................... 25 Gambar 2.22 Rangkaian Dasar Menyalakan LED .............................................................. 26 Gambar 2.23 Diagram Sirkuit Monostable Multivibrator ................................................... 27 Gambar 2.24 Bentuk Gelombang Keluaran ........................................................................ 28 Gambar 2.25 Rangkaian Square Wave Generator ............................................................... 29 Gambar 2.26 Gelombang Periodik ..................................................................................... 29 Gambar 2.27 Rangkaian Komparator Tegangan Sederhana .............................................. 30 Gambar 3.1 Model Sistem .................................................................................................. 33 Gambar 3.2 Desain Casis Sistem Pencacah Radiasi........................................................... 34 Gambar 3.3 Rangkaian Pengendali Tegangan Tinggi ........................................................ 35 Gambar 3.4 Rangkaian Counter/Timer Mikrokontroler ATMEGA8535 ........................... 36 Gambar 3.5 Rangkaian Pembentuk Pulsa.......................................................................... 38 Gambar 3.6 Rangkaian Penyedia Daya Tegangan Tinggi DC ........................................... 40 Gambar 3.7 Diagram alir mikrokontroler 1 kendali tegangan ............................................ 42 Gambar 3.8 Diagram alir mikrokontroler 2 ........................................................................ 44 Gambar 3.9 Diagram Alir Subrutin Timer .......................................................................... 45 Gambar 4.1 Sistem Pencacah Radiasi Model SPR-01 ........................................................ 46 Gambar 4.2 Elektronik Sistem Pencacah Radiasi ............................................................... 47 Gambar 4.3 Pulsa Keluaran Pembentuk Pulsa .................................................................... 49 Gambar 4.4 Grafik Histogram Hasil Pengujian Sistem Pencacah Radiasi.......................... 53


xv

Gambar 4.5 Pcb Penyedia Daya Tegangan Tinggi ............................................................. 55 Gambar 4.6 Keluaran Rangkaian Pembentuk Gelombang Kotak ...................................... 56 Gambar 4.7 Gelombang Keluaran LM339 ......................................................................... 57 Gambar 4.8 Grafik Hubungan Nilai Data Digital dan Tegangan Keluaran ........................ 57 Gambar 4.9 Trafo Ferit ....................................................................................................... 58 Gambar 4.10 Proses Menggulung Trafo Sekunder ............................................................ 58 Gambar 4.11 Rangkaian Pengendali Tegangan Referensi ................................................. 59 Gambar 4.12 Rangkaian Penyedia Daya Tegangan TInggi ............................................... 59 Gambar 4.13 Hubungan Tegangan Keluaran Trafo dengan Nilai Data Digital ................. 60 Gambar 4.14 Listing Program Inisiasi Variabel ................................................................. 60 Gambar 4.15 Listing Program Inisiasi Port ........................................................................ 61 Gambar 4.16 Program Menaikkan dan Menurunkan Nilai Data Digital ............................ 61 Gambar 4.17 PCB Pembentuk Pulsa .................................................................................. 62 Gambar 4.18 Sinyal Pulse Generator ................................................................................. 62 Gambar 4.19 Sinyal Input dan Output ................................................................................ 63 Gambar 4.20 Jangkauan Frekuensi .................................................................................... 64 Gambar 4.21 Inisiasi Variabel ............................................................................................ 65 Gambar 4.22 Mengaktifkan Interupsi dan Pengaturan Timer ............................................ 65 Gambar 4.23 Mengaktifkan EEPROM ............................................................................... 66 Gambar 4.24 Program Konfigurasi LCD 16 x 2 ................................................................ 66 Gambar 4.25 Pengaturan Tombol Timer ............................................................................ 67 Gambar 4.26 Program Setting waktu ................................................................................. 67 Gambar 4.27 Pengaturan tombol start ................................................................................ 68 Gambar 4.28 Program ketika waktu habis.......................................................................... 68 Gambar 4.29 Pengaturan Tombol Stop .............................................................................. 69 Gambar 4.30 Pengaturan Tombol Reset ............................................................................. 69 Gambar 4.31 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 1 Detik .................................... 71 Gambar 4.32 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 2 Detik .................................... 72 Gambar 4.33 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 5 Detik .................................... 72 Gambar 4.34 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 10 Detik .................................. 73 Gambar 4.35 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 20 Detik .................................. 73 Gambar 4.36 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 30 Detik .................................. 74 Gambar 4.37 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 40 Detik .................................. 74 Gambar 4.38 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 50 Detik ................................. 75 Gambar 4.39 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 1 Menit ................................... 75 Gambar 4.40 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 2 Menit .................................. 76 Gambar 4.41 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 5 Menit ................................... 76 Gambar 4.42 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 10 Menit ................................. 77 Gambar 4.43 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 20 Menit ................................. 77


xvi

13 DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Keterangan Pin Mikrokontroler ATMEGA8535 ................................................ 10 Tabel 2.2 Tabel Prioritas Interupsi ...................................................................................... 12 Tabel 2.3 Tabel ISC2 ........................................................................................................... 13 Tabel 2.4 Mode Pengoperasian Timer/Counter 0 ................................................................ 15 Tabel 2.5 Konfigurasi Pin LCD ........................................................................................... 23 Tabel 2.6 Tegangan Kerja Setiap Warna LED .................................................................... 25 Tabel 3.1 Setting Waktu Berdasar Penekanan Tombol S1 .................................................. 37 Tabel 4.1. Daya Konsumsi .................................................................................................. 49 Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sistem Pencacah Radiasi Model SPR 01 ................................. 50 Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sistem Pencacah Radiasi Model SPR 01 Tanpa Sumber Radiasi ............................................................................................................................................. 51 Tabel 4.4. Pengujian Kestabilan Pencacahan Sistem Pencacah Radiasi Model SPR 01 Dengan Menggunakan Sr90 .................................................................................................. 52 Tabel 4.5. Data Hasil Pencacahan Sistem Pencacah Nuklir Dengan Menggunakan Sr90 ... 53 Tabel 4.6 Pengolahan Data untuk Mendapatkan Nilai R Kuadrat ...................................... 70


1

1 BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Radiasi merupakan suatu cara perambatan energi dari sumber energi ke lingkungannya

tanpa membutuhkan medium atau bahan penghantar tertentu. Radiasi nuklir memiliki sifat

yang khas yaitu tidak dapat dirasakan secara langsung dan dapat menembus berbagai jenis

bahan. Oleh karena itu untuk mengetahui ada atau tidak adanya radiasi nuklir diperlukan

suatu alat yaitu pengukur radiasi. Pengukur radiasi digunakan untuk mengukur kuantitas dan

dosis radiasi.[1]

Salah satu alat pengukur radiasi adalah sistem pencacah radiasi. Sistem pencacah

radiasi adalah alat yang digunakan untuk pengukuran intensitas radiasi beta dan gamma

pada suatu lokasi yang diperkirakan ada benda atau zat yang mengandung radioaktif. Pada

dasarnya sistem pencacah radiasi terdiri dari detektor Geiger Muller, penyedia daya

tegangan rendah DC, penyedia daya tegangan tinggi DC , rangkaian pembentuk pulsa,

pencacah dan pewaktu. [2]

Alat yang dibuat terdahulu masih menggunakan komponen konvensional sehingga

rangkaiannya sangat kompleks yaitu masih menggunakan IC M7217 sebagai counter dan

sebagai timernya IC CD4047, disamping itu sebagai penampil masih menggunakan

gabungan dari led seven segment dimana konsumsi arus beban masih lebih besar. [3]

Seiring dengan berkembangnya zaman, teknologi mikrokontroler dewasa ini juga

berkembang dengan sangat cepat. Sebagai teknologi yang relatif baru, yaitu teknologi

semikonduktor dengan kandungan transistor yang lebih banyak namun hanya membutuhkan

ruang yang kecil serta dapat diproduksi secara masal, membuat harga mikrokontroler lebih

murah dibanding dengan PC.[4] Dengan kelebihan memiliki ukuran yang kecil,

mikrokontroler dapat diaplikasikan untuk merancang alat deteksi radiasi yang portable

dengan harga yang relatif lebih murah.


2

Dengan pengembangan teknologi komponen elektronika yang lebih handal dan

ekonomis dimungkinkan untuk membuat sistem pencacah radiasi yang lebih kompak, handal

dan murah. Untuk meningkatkan unjuk kerja maka diadakan modifikasi pada rangkaian

elektroniknya, karena alat yang telah dibuat terdahulu masih terdapat beberapa kekurangan

diantaranya rangkaiannya kurang praktis serta tegangan riak (noise) yang dihasilkan oleh

penyedia daya tegangan tinggi masih terlalu besar. Untuk itu perlu diadakan modifikasi pada

penyedia daya tegangan tinggi DC, rangkaian counter/timer menggunakan mikrokontroler

ATMEGA8535 buatan ATMEL AVR dengan penampil LCD 16 x 2 (16 bit 2 larik) .

1.2 Tujuan dan Manfaat

Tujuan dari Penelitian ini adalah membuat prototipe Sistem Pencacah Radiasi

generasi baru berbasis mikrokontroler ATMEGA8535 dengan tampilan melalui LCD.

Penyedia daya tegangan tinggi 1000 Volt berfungsi sebagai power supply detektor Geiger

Muller yang dapat dikendalikan oleh mikrokontroler ATMEGA8535.

Manfaat penelitian ini adalah:

1. Untuk lembaga yang menangani kenukliran : diharapkan dapat memperoleh suatu

sistem pencacah radiasi yang memiliki unjuk kerja yang baik, sehingga dapat

diaplikasikan untuk menunjang keperluan peralatan nuklir.

2. Untuk dunia pendidikan: alat ini dapat dipakai sebagai media pembelajaran di SMA

dan Perguruan Tinggi mengenai fisika radiasi sehingga dapat menjelaskan manfaat

dan bahaya radiasi.

1.3 Batasan Masalah

Agar Tugas Akhir ini dapat mengarah pada tujuan dan untuk menghindari terlalu

kompleksnya permasalahan yang muncul, maka perlu adanya batasan-batasan masalah yang

sesuai dengan judul dari Tugas Akhir ini. Adapun batasan masalah adalah:

a. Alat yang akan dibuat pada penelitian ini bernama Sistem Pencacah Radiasi Model

SPR 01.

b. Detektor GM berfungsi untuk mengukur intensitas radiasi beta dan gamma.

c. Detektor yang digunakan adalah Detektor Geiger Muller 491-30. Detektor ini

memiliki tegangan kerja di sekitar +900 V DC.

d. Detektor GM memiliki respon energi gamma diatas 12keV dan beta diatas 200 keV.


3

e. Penyedia daya tegangan tinggi 0-1000 V DC yang tegangannya dapat diatur dengan

menggunakan mikrokontroler ATMEGA8535.

f. Penyedia daya tegangan rendah DC 5 V .

g. Mikrokontroler ATMEGA8535 sebagai chip programmer untuk counter/timer pada

sistem pencacah radiasi.

h. Memiliki settingan waktu untuk mencacah yaitu selama 1 detik, 2 detik, 5 detik, 10

detik, 20 detik, 30 detik, 40 detik, 50 detik, 1 menit, 2 menit, 5 menit, 10 menit dan 20

menit.

i. LCD 16 x 2 untuk menampilkan intensitas radiasi.

1.4 Metodologi Penelitian

Berdasarkan pada tujuan yang ingin dicapai maka metode yang digunakan dalam

penyusunan Tugas Akhir ini adalah:

a. Studi Pustaka

Studi Pustaka dilakukan dengan mengumpulkan informasi dari berbagai

literatur berupa buku, jurnal, skripsi dan datasheet. Selain itu informasi juga

dikumpulkan dari berbagai artikel di internet . Informasi yang dikumpulkan terkait

dengan sistem pencacah radiasi.

b. Eksperimen

Eksperimen dilakukan dengan langsung melakukan praktek maupun

pengujian terhadap hasil pembuatan alat dalam pembuatan tugas akhir ini.

c. Perancangan Software dan Hardware

Gambar 1.1 Blok Diagram Sistem Pencacah Radiasi Berbasis Mikrokontroler

ATMEGA8535


4

Perancangan ini bertujuan untuk mencari bentuk model yang optimal dari

sistem yang akan dibuat dengan mempertimbangkan dari berbagai faktor

permasalahan dan kebutuhan yang telah ditentukan. Gambar 1.1. memperlihatkan blok

model yang akan dirancang.

d. Pembuatan Software dan Hardware

Tahap ini dilakukan dengan pembuatan perangkat lunak dan perangkat keras

yang terdiri dari beberapa bagian seperti blok diagram pada Gambar 1.1 . Perangkat

lunak digunakan sebagai media untuk menghasilkan program pencacahan dan

pengendalian tegangan tinggi 0-1000 V DC untuk sistem pencacah radiasi . Hasil

pencacahan akan ditampilkan oleh perangkat keras yaitu LCD 16 x 2.

e. Pengambilan Data dan Pengujian

Pengujian subsistem terdiri dari pengujian penyedia daya tegangan rendah DC,

pengujian penyedia daya tegangan tinggi DC, pengujian rangkaian pembentuk pulsa

dan pengujian linearitas pencacahan dengan menggunakan pulse generator dan

pengujian seluruh sistem dengan Chi Square Test(uji stabilitas) dengan menggunakan

sumber radiasi Sr90. Pengambilan data dilakukan dengan cara mengambil data dari

hasil pengujian subsistem dan keseluruhan sistem yang dilakukan.

f. Analisis dan Kesimpulan

Analisis dan pengambilan kesimpulan dirumuskan berdasarkan data yang

diperoleh dari hasil pengujian . Analisa sistem mengacu pada kesesuaian sistem yang

dibuat dengan perancangan sistem yang diharapkan. Berdasarkan hasil analisa data

pengujian dapat disimpulkan tentang kinerja alat yang dibuat. Jika terdapat bagian

tertentu yang bekerja tidak sesuai dengan perancangan maka akan dijelaskan

penyebabnya berdasarkan teori dan data pengujian.


5

2 BAB II

DASAR TEORI

2.1 Radiasi Alpha, Beta dan Gamma

Pada tahun 1898, J.J Thompson dan E. Rutherford menunjukan bahwa sinar X dan

radiasi yang dipancarkan oleh materi radioaktif pada dasarnya bertingkah laku sama[5].

Berdasarkan pengukuran serapan materi terhadap radiasi yang dipancarkan oleh materi

radioaktif seperti uranium paling sedikit ada 2 jenis radiasi yang dipancarkan oleh bahan

radioaktif alam uranium dan thorium. Jenis radiasi yang dipancarkan adalah radiasi yang

memiliki daya ionisasi yang sangat besar, mudah diserap oleh materi, dan dapat dihentikan

oleh kertas tipis, yaitu radiasi alfa. Selain itu terdapat radiasi yang memiliki daya tembus

lebih besar dari alpha adalah beta. Jenis radiasi yang lebih besar lagi, dan hanya dapat

dihentikan dengan timbal 1,5cm atau lebih yaitu gamma. Garis besar sifat radiasi Alpha,

Beta, Gamma ditunjukkan pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Daya Tembus Radiasi[5]

2.2 Detektor Geiger Muller

Pencacah Geiger Muller adalah sebuah alat pengukur radiasi ionisasi[6]. Pencacah

Geiger bisa digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma dan beta. Sensornya adalah tabung


6

Geiger Muller, sebuah tabung yang diisi oleh gas yang akan bersifat konduktor ketika

partikel atau foton radiasi menyebabkan gas (umumnya Argon) menjadi konduktif. Alat

tersebut akan membesarkan sinyal dan menampilkan pada indikatornya yang bisa berupa

jarum penunjuk, lampu, atau bunyi klik dimana satu bunyi menandakan satu partikel. Pada

kondisi tertentu Pencacah Geiger dapat digunakan untuk mendeteksi radiasi gamma,

walaupun tingkat reliabilitasnya kurang. Pencacah Geiger tidak bisa digunakan untuk

mendeteksi neutron. Konstruksi detektor Geiger Muller ditunjukkan pada Gambar 2.2.

Gambar 2.2 Detektor Geiger Muller[6]

Sebuah tabung Geiger-Muller (tabung GM) adalah unsur pengindera (sensor) dari

sebuah Geiger counter yang dapat mendeteksi sebuah partikel tunggal dari sebuah radiasi

ionisasi. Katoda yaitu dinding tabung logam yang merupakan elektroda negatif. Jika tabung

terbuat dari gelas maka dinding tabung harus dilapisi logam tipis. Anoda yaitu kawat tipis

atau wolfram yang terbentang ditengah tabung. Anoda sebagai elektroda positif. Isi tabung

yaitu gas (misalnya : Ar dan He). Mula-mula tabung dikosongkan, kemudian diisi gas mulia

seperti argon, neon yang dicampur sedikit dengan 10% gas yang mudah terurai seperti

alkohol, Br, Cl2 dan sebagainya pada tekanan 50-100 mmHg. Potensial yang diberikan dapat

divariasi dari 0 sampai 1000 V (tergantung pada spesifikasi tabung). Salah satu ujung tabung

tutupnya dibuat dari baha tipis(misal : plastik,mika) agar dapat dimasuki radiasi nuklir.

Apabila radiasi nuklir α, β dan γ masuk ke tabung detektor maka dapat menimbulkan proses

ionisasi dan proses eksitasi pada atom-atom gas mulia. Jumlah ion yang terbentuk sebanding

dengan tenaga radiasi yang masuk. Jika potensial yang dipasang rendah, belum terjadi pulsa

keluaran karena ion-ion belum mampu ditarik ke anoda/katoda.

Bila potensialnya dinaikkan sampai cukup tinggi, artinya dengan kenaikan tegangan

akan menurunkan medan magnet yang akan menangkap elektron dari radiasi sinar radioaktif


7

yang masuk maka akan diperoleh pulsa keluaran yang dapat terdeteksi pada alat pencacah,

sebab semua ion-ion dan elektron telah dapat ditarik menuju ke anoda(elektron) dan menuju

katoda(untuk ion positif). Proses ionisasi ini disebu ionisasi primer. Banyaknya elektron dan

ion positif yang mencapai anoda dan katoda terbaca melalui alat pencacah. Apabila potensial

antara anoda dan katoda dinaikkan lebih tinggi lagi, maka dalam tabung akan terjadi ionisasi

berantai, sehingga jumlah elektron dan ion positif menjadi sangat besar. Jumlah elektron dan

ion positif yang terbentuk tidak lagi bergantung pada jumlah ion yang terjadi pada saat

permulaan ketika radiasi masuk dalam tabung (ionisasi primer). Namun jumlah elektron atau

ion positif yang terbentuk hanya bergantung pada fraksi gas yang dicampurkan.

Pada keadaan ini waktu potensial divariasi, jumlah pasangan ion yang terbentuk tidak

banyak berubah sebab kelebihan energi elektron ataupun kelebihan energi foton dari eksitasi

digunakan untuk proses penguraian (proses disosiasi) dari gas-gas campuran yang mudah

berurai. Hans Geiger yang memberinya nama tabung GM pada tahun 1908 dan Walter

Muller berkolaborasi dengan Geiger dalam pengembangan yang lebih lanjut pada tahun

1928. Ini adalah jenis gas ionisasi detektor dioperasikan dengan tegangan Geiger

plateau(daerah plato).

Daerah plato adalah tegangan dalam rentang counter Geiger-Müller beroperasi.

Tergantung pada karakteristik spesifik pencacahan ( ukuran, jenis gas dll), lebih tepatnya

tegangan jangkauannya berbeda-beda. Di wilayah ini, potensi perbedaan di pencacahan

cukup kuat untuk mengionisasi semua gas di dalam tabung, tergantung pemicu radiasi

ionisasi yang masuk (alfa, beta atau radiasi gamma). Dataran di bawah tegangan tinggi (

plateau ) tidak cukup untuk menyebabkan discharge, dimana Townsend avalanche yang

dibatasi adalah hasil, dan tabung bertindak sebagai counter proporsional, dan pulsa ukuran

output tergantung pada awal ionisasi yang dibuat oleh radiasi. Tegangan yang lebih tinggi

menyebabkan fenomena yang disebut quenching yang dikenakan ion-ion positif yang

diambil ke katoda sehingga membuat pulsa terus listrik di pencacah.

Dataran akan condong sedikit jika terjadi peningkatan kepekaan terhadap energi

radiasi rendah, hal ini disebabkan oleh peningkatan tegangan pada perangkat. Normalnya

bila partikel memasuki tabung dan mengionisasi salah satu gas atom, ionisasi gas akan

terjadi. Sekali energi partikel yang rendah memasuki counter, ada kemungkinan bahwa

energi kinetis di samping potensi energi dari tegangan yang mencukupi untuk tambahan

ionisasi terjadi, maka ion terekombinasi. Pada tegangan yang lebih tinggi, dengan ketinggian

minimum untuk radiasi tingkat tetes, maka sensitivitas pencacah meningkat.


8

Gambar 2.3 Daerah Plato detektor GM[6]

2.3 Mikrokontroler ATMEGA8535

Mikrokontroler merupakan keseluruhan sistem komputer yang dikemas menjadi

sebuah chip di mana di dalamnya sudah terdapat Mikroprosesor, I/O, Memori bahkan ADC,

berbeda dengan Mikroprosesor yang berfungsi sebagai pemroses data.[7]

Mikrokontroler AVR (Alf and Vegard’s Risc processor) memiliki arsitektur 8 bit,

dimana semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit dan sebagian besar instruksi dieksekusi

dalam 1 siklus clock atau dikenal dengan teknologi RISC (Reduced Instruction Set

Computing)[8]. Secara umum, AVR dapat dikelompokan ke dalam 4 kelas, yaitu keluarga

AT90Sxx, keluarga ATMega dan AT86RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-

masing adalah kapasitas memori, peripheral dan fungsinya . Di dalam penelitian ini

digunakan mikrokontroler dari keluarga AVR yaitu Mikrokontroler ATMEGA8535.

2.3.1 Fitur ATMEGA8535

Berikut ini adalah fitur-fitur yang dimiliki oleh ATMEGA8535:

a. 130 macam instruksi, yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock

b. 32 x 8 bit register serba guna.

c. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz.

d. 8 Kbyte Flash Memori, yang memiliki fasilitas In-System Programming.

e. 512 Byte internal EEPROM.


9

f. 512 Byte SRAM.

g. Programming Lock, fasilitas untuk mengamankan program.

h. 2 buah counter/timer 8-bit dan 1 buah counter/timer 16-bit.

i. 4 channel output PWM.

j. 8 channel ADC 10-bit.

k. Serial USART.

l. Master/Slave SPI serial interface.

m. Serial TWI atau I2C.

n. On-Chip Analog Comparator.

2.3.2 Deskripsi Pin

Gambar 2.4 Mikrokontroler ATMEGA8535[8]


10

Tabel 2.1 Keterangan Pin Mikrokontroler ATMEGA8535

PIN KETERANGAN

1..8

Port B, merupakan Port I/O 8-bit dua arah (bi-directional) dengan resistor

pull-up internal. Selain sebagai Port I/O 8-bit Port B juga dapat

difungsikan secara individu sebagai berikut :

PB7 : SCK (SPI Bus Serial Clock)

PB6 : MISO (SPI Bus Master Input / Slave Output)

PB5 : MOSI (SPI Bus Master Output / Slave Input)

PB4 : SS (SPI Slave Select Input)

PB3 : AIN1 (Analog Comparator Negative Input)

OC0 (Output Compare Timer/Counter 0)

PB2 : AIN0 ( Analog Comparator Positive Input )

INT2 (External Interupt 2 Input)

PB1 : T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input)

PB0 : T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input)

XCK (USART External Clock Input/Output)

9 RESET, merupakan pin reset yang akan bekerja bila diberi pulsa rendah

(aktif low) selama minimal 1.5 us.

10 VCC, Catu daya digital.

11 GND, Ground untuk catu daya digital.

12 XTAL2, merupakan output dari penguat osilator pembalik.

13 XTAL1, merupakan input ke penguat osilator pembalik dan input ke

internal clock.

14..21

Port D, merupakan Port I/O 8-bit dua arah (bi-directional) dengan

resistor pull-up internal. Selain sebagai Port I/O 8-bit Port D juga dapat

difungsikan secara individu sebagai berikut :

PD7 : OC2 ( Output Compare Timer/ Counter 2)

PD6 : ICP1 ( Timer/Counter 1 Input Capture)

PD5 : OC1A ( Output Compare A Timer / Counter 1)

PD4 : OC1B ( Output Compare B Timer / Counter 1)

PD3 : INT1 ( External Interrupt 1 Input )


11

PIN KETERANGAN

PD2 : INT0 ( External Interrupt 0 Input )

PD1 : TXD ( USART transmit )

PD0 : RXD ( USART receive )

22..29

Port C, merupakan Port I/O 8-bit dua arah (bi-directional) dengan

resistor pull-up internal. Selain sebagai Port I/O 8-bit 4 bit Port C juga

dapat difungsikan secara individu sebagai berikut:

PC7 : TOSC2 ( Timer Oscillator 2 )

PC6 : TOSC1 ( Timer Oscillator 1 )

PC1 : SDA ( Serial Data Input/Output, I2C )

PC0 : SCL ( Serial Clock, I2C )

30 AVCC, merupakan catu daya yang digunakan untuk masukan analog

ADC yang terhubung ke Port A.

31 GND, Ground untuk catu daya analog.

32 AREF, merupakan tegangan referensi analog untuk ADC.

33..40 Port A, merupakan Port I/O 8-bit dua arah (bi-directional) dengan

resistor pull-up internal. Selain sebagai Port I/O 8-bit Port A juga dapat

berfungsi sebagai masukan 8 channel ADC.

2.3.3 Interupsi

Interrupt atau interupsi adalah suatu kejadian atau peristiwa yang menyebabkan

prosesor berhenti sejenak untuk melayani program yang ada pada interupsi tersebut[4].

ATMEGA8535 menyediakan 21 macam sumber interupsi yang masing-masing memiliki

alamat program vektor interupsi seperti pada Tabel 2.2. . Setiap interupsi yang aktif akan

dilayani segera setelah terjadi permintaan interupsi, tetapi jika dalam waktu bersamaan

terjadi lebih dari satu interupsi maka prioritas yang akan diselesaikan lebih dulu adalah

interupsi yang memiliki nomor urut lebih kecil sesuai Tabel 2.2.

Tabel 2.1 Lanjutan Keterangan Pin Mikrokontroler ATMEGA8535


12

Tabel 2.2 Tabel Prioritas Interupsi[8]

2.3.3.1 General Interrupt Control Register (GICR)

Gambar 2.5 Register GICR

1. Bit -7 , bit 6 dan bit 5 digunakan untuk mengaktifkan dan

menonatifkan interupsi eksternal.

2. Bit 1 –IVSEL : Interrupt Vector Select

Jika IVSEL diset ‘0’ maka Vektor interupsi akan dimulai pada alamat

awal Flash Memori. Jika IVSEL diset ‘1’ maka vektor interupsi akan

dimulai pada Boot Flash yang ditentukan oleh BOOTSZ Fuse.

3. Bit 0 –IVCE : Interrupt Vector Change Enable

Jika IVCE diset ‘1’ maka IVSEL dapat dirubah, tetapi jika IVCE diset

‘0’ maka IVSEL tidak dapat dirubah.


13

2.3.3.2 Interupsi Eksternal Untuk interupsi eksternal pada ATMEGA8535 terdapat 3 pin, yaitu INT0, INT1, dan

INT2. Interupsi eksternal dapat aktif pada keadaan transisi naik(rising edge) ataupun pada

keadaan transisi turun(falling edge), sesuai dengan pengaturan pada beberapa register. Untuk

mengaktifkan interupsi, yang pertama dilakukan adalah mengubah status register bit 7, yaitu

I (Global Interrupt Enable). Untuk pengaturan mode dan cara kerja interupsi eksternal

dilakukan melalui dua buah register I/O yaitu register MCUCR dan register MCUCSR.

1. MCU- Control Register (MCUCR)

Gambar 2.6 Register MCUCR

Register MCUCR digunakan untuk mengatur pemicu interupsi dan

fungsi MCU secara umum.

2. MCU- Control and Status Register (MCUSCR)

Gambar 2.7 Register MCUSCR

Bit ke-6 ISC2 merupakan kontrol triger interupsi eksternal 2

(INT2) yang dimiliki selain ATMEGA8.

Tabel 2.3 Tabel ISC2

ISC2 Interupsi aktif pada 0 Aktif sisi turun 1 Aktif sisi naik

3. General Interrupt Control Register (GICR)

GICR digunakan untuk mengaktifkan dan menonaktifkan interupsi

INT0, INT1 dan INT2.


14

Gambar 2.8 Register GICR

a) Bit -7 INT1 : Mengaktifkan interupsi eksternal satu

b) Bit -6 INT0 : Mengaktifkan interupsi eksternal nol

c) Bit -5 INT2 : Mengaktifkan interupsi eksternal dua

d) 0 = disable dan 1 = enable

2.3.4 Timer/Counter

ATMEGA8535 memiliki tiga modul timer yang terdiri dari dua buah timer/counter

dan satu buah timer/counter 16-bit[8]. Ketiga modul timer/counter ini dapat diatur dalam

mode yang berbeda secara individu dan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Selain

itu semua timer/counter juga dapat difungsikan sebagai sumber interupsi. Masing-masing

timer/counter ini memiliki register tertentu yang digunakan untuk mengatur mode dan cara

kerjanya tetapi ada dua register yang digunakan secara bersama-sama yaitu register TIMSK

dan register TIFR.

2.3.4.1 Timer/Counter 0 Timer/counter 0 merupakan modul timer/counter 8-bit yang dapat berfungsi sebagai

pencacah tunggal, pembangkit PWM 8-bit, pembangkit frekuensi, pencacah kejadian

eksternal, pembangkit interupsi overflow dan pembangkit interupsi output compare match.

Mode kerja timer/counter 0 dapat ditentukan dengan mengatur register

TCCR0,TCNT0 dan OCR0 serta TIMSK dan TIFR.

1. Timer/Counter 0 Control Register (TCCR0)

Gambar 2.9 Register TCCR0

a) Bit 7 –FOC0 : Force Output Compare


15

FOC0 hanya digunakan pada mode non-PWM. Jika FOC0

diset ‘1’ maka pin OC0 akan dipaksa mengeluarkan sinyal

sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan oleh COM01 dan

COM00.

b) Bit 6 –WGM00 : Waveform Generation Mode

WGM00 dan WGM01 bersama-sama digunakan untuk

menentukan mode pembangkitan runtun timer/counter 0

seperti terlihat pada Tabel 2.4.

Tabel 2.4 Mode Pengoperasian Timer/Counter 0

Mode 0 : Timer/Counter 0 berfungsi sebagai pencacah

tunggal yang dapat mencacah dari 0x00 sampa dengan 0xFF.

Setelah mencapai nilai maksimal yaitu 0xFF maka register

counter(TCNT0) akan reset atau kembali ke 0x00. Mode ini

disebut dengan mode normal.

2. Timer/Counter Register 0 (TCNT0)

Gambar 2.10 Register TCNT0

Register TCNT0 berfungsi untuk menyimpan data cacahan

timer/counter 0. Karena ukuran register TCNT0 hanya 8-bit maka hanya

dapat melakukan cacahan dari 0x00-0xFF atau 0- 255.

3. Output Compare Register 0 (OCR0)

Gambar 2.11 Register OCR0


16

Register OCR0 berfungi untuk menyimpan data pembanding yang

akan selalu dibandingkan dengan isi register TCNT0. Jika nilai TCNT0 sama

dengan OCR0 maka akan terjadi event sesuai dengan mode yang telah

ditentukan pada register TCCR0.

Secara umum interval waktu timer yang dihasilkan dirumuskan[4] :

Ttimer0 = TOSC * (256-TCNT0) * N (2.1)

TOSC = 1/fOSC

Keterangan:

Ttimer0 : Interval waktu interupsi timer 0

TOSC : Periode Clock

fOSC : frekuensi osilator

2.4 CVAVR

Ada banyak jenis software yang dapat digunakan sebagai editor yang sekaligus

menyediakan compiler untuk mikrokontroler Atmel AVR dengan menggunakan bahasa C,

diantaranya MikroC for AVR, WinAVR, Image Craft ICC AVR, IAR Embedded

Workbench for AVR, dan CodeVision AVR.

CodeVisionAVR adalah sebuah compiler C yang telah dilengkapi dengan fasilitas

Integrated Development Environment (IDE) dan didesain agar dapat menghasilkan kode

program secara otomatis untuk mikrokontroler Atmel AVR[9]. Program ini dapat berjalan

dengan menggunakan sistem operasi Windows® XP, Vista, Windows 7, dan Windows 8,

32-bit dan 64-bit. Integrated Development Environment (IDE) telah dilengkapi dengan

fasilitas pemrograman chip melalui metode In-System Programming sehingga dapat secara

otomatis mentransfer file program ke dalam chip mikrokontroler AVR setelah sukses

dikompilasi.

2.5 DAC 0800

Rangkaian DAC merupakan rangkaian elektronik yang berfungsi mengubah sinyal

digital ke sinyal analog secara proporsional sesuai nilai pada input biner[10]. Dari variasi

input biner, grafik output analog dapat dibuat. Rangkaian DAC tersedia dalam IC dengan

karakteristik yang disesuaikan dengan kebutuhannya. Rangkaian DAC umumnya digunakan

untuk untuk mengendalikan suatu op-amp , sehingga dapat digunakan untuk sebagai kendali

digital amplifier dan filter atau sebagai rangkaian kendali proses dan kalibrasi otomatis.


17

Konfigurasi IC DAC0800 ditunjukkan pada Gambar 2.12. Arus dari output analog (pin

2 dan 4) dari DAC 0800 berhubungan dengan input digital. (pin 5(MSB) sampai pin

12(LSB), dengan sebuah nilai koefisien konversi ditentukan oleh arus yang dilewatkan pada

input acuan(pin 14 dan pin 15). Kapan saja input digital diubah, output menjadi berubah

dalam waktu 100 ns. DAC memili 2 output (pin 2 dan pin 4), sebuah pembalik dan non-

pembalik yang digunakan untuk menggerakkan op-amp differensial.

Gambar 2.12 Konfigurasi Pin DAC 0800[10]

Gambar 2.13 Aplikasi Rangkaian DAC dengan LM741[10]

Berdasarkan gambar 2.13, tegangan Keluaran dari rangkaian DAC didapatkan melalui

persamaan berikut:

𝐸0255

2562 𝑋256

∗ 𝑉𝑟𝑒𝑓

(2.2)

Dimana X = Nilai digital

2.6 Teori Pelipat Tegangan

Pelipat tegangan adalah dua atau lebih penyearah puncak yang menghasilkan tegangan

dc sama dengan perkalian tegangan puncak input (2Vp, 3 Vp dan seterusnya)[11]. Gambar

2.14(a) adalah skema dasar pelipat tegangan sederhana, hubungan dari dua penyearah


18

puncak. Pada puncak dari setengah siklus negatif, D1 terbias forward dan D2 terbias reverse,

hal ini mengisi C1 sampai tegangan puncak Vp dengan polaritas seperti yang ditunjukkan

Gambar 2.14(b) pada puncak setengah siklus positif, D1 terbias reverse dan D2 terbias

forward, karena sumber (Vp) dan C1 terpasang seri, C2 akan diisi sampai 2Vp seperti

ditunjukkan pada Gambar 2.14(c).

Gambar 2.14 (a) Rangkaian Pengganda Tegangan [11]

Gambar 2.14(b) C1 terisi tegangan puncak Vp[11]

Gambar 2.14(c) C2 diisi sampai 2Vp[11]

Perhitungan besarnya tegangan tinggi maksimum secara teori adalah sebagai berikut:

𝑉𝑚𝑎𝑘𝑠 2𝑛𝑉𝑖 ∆𝑉 (2.3)

Dengan :

Vmaks : Keluaran tegangan tinggi maksimum

n : Banyaknya tingkat penggandaan


19

∆𝑉 : Penurunan tegangan untuk semua tingkat

Besar ∆𝑉 dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut ini:

∆𝑉1

𝐶𝑓23

𝑛12

𝑛16

𝑛 (2.4)

Dengan :

I : Arus yang mengalir pada kapasitor dan dioda

C : Kapasitansi kapasitor

f : frekuensi pulsa osilator

2.7 Transistor Sebagai Saklar

Salah satu fungsi transistor adalah sebagai saklar yaitu bila berada pada dua daerah

kerjanya yaitu daerah jenuh(saturasi) dan daerah mati (cut-off)[12]. Transistor akan

mengalami perubahan kondisi dari menyumbat ke jenuh dan sebaliknya. Transistor dalam

keadaan menyumbat dapat dianalogikan sebagai saklar dalam keadaan terbuka, sedangkan

dalam keadaan jenuh seperti saklar yang menutup.

Titik kerja transistor meliputi daerah jenuh transistor, daerah aktif transistor dan

daerah mati transistor. Daerah kerja transistor saat jenuh adalah keadaan dimana transistor

mengalirkan arus secara maksimum dari kolektor ke emitor sehingga transistor tersebut

seolah-olah short pada hubungan kolektor-emitor. Pada daerah ini transistor dikatakan

menghantar maksimum (sambungan CE terhubung maksimum).

Daerah aktif transistor, pada daerah kerja ini transistor biasanya digunakan sebagai

penguat sinyal. Transistor dikatakan bekerja pada daerah aktif karena transistor selalu

mengalirkan arus dari kolektor ke emitor walaupun tidak dalam proses penguatan sinyal, hal

ini ditujukan untuk menghasilkan sinyal keluaran yang tidak cacat. Daerah aktif terletak

antara daerah jenuh (saturasi) dan daerah mati(Cut-off).

Daerah cut-off merupakan daerah kerja transistor dimana keadaan transistor

menyumbat pada hubungan kolektor-emitor. Daerah cut-off sering dinamakan sebagai

daerah mati karena pada daerah kerja ini transistor tidak dapat mengalirkan arus dari kolektor

ke emitor. Pada daerah cut-off transistor dapat dianalogikan sebagai saklar terbuka pada

hubungan kolektor-emitor.


20

Gambar 2.15 Grafik Karakteristik Transistor[12]

Untuk membuat transistor menghantar, pada masukan basis perlu diberi tegangan.

Besarnya tegangan harus lebih besar dari Vbe (0,3 untuk germanium dan 0,7 untuk silicon).

Dengan mengatur Ib>Ic/β kondisi transistor akan menjadi jenuh seakan kolektor dan emitor

short circuit. Arus mengalir dari kolektor ke emitor tanpa hambatan dan Vce≈0. Besar arus

yang mengalir dari kolektor ke emitor sama dengan Vcc/Rc. Keadaan seperti ini menyerupai

saklar dalam kondisi tertutup (ON). Transistor dalam keadaan jenuh terlihat pada Gambar

2.16.

Gambar 2.16 Transistor Kondisi Jenuh(Saklar Posisi ON)[12]

Transistor dalam keadaan mati(cut-off) terlihat pada Gambar 2.17.

Gambar 2.17 Transistor Kondisi Mati(saklar posisi OFF)[12]


21

Dengan mengatur Ib = 0 atau tidak memberi tegangan pada bias basis atau basis diberi

tegangan mundur terhadap emitor maka transistor akan dalam kondisi mati (cut off),

sehingga tak ada arus mengalir dari kolektor ke emitor (Ic≈0) dan Vce ≈ Vcc. Keadaan ini

menyerupai saklar pada kondisi terbuka seperti ditunjukan pada Gambar 2.17.

Besarnya tegangan antara kolektor dan emitor transistor pada kondisi mati atau cut off

dapat diketahui melalui persamaan 2.5.

Vce = Vcc – Ic.Rc (2.5)

Karena kondisi jenuh Vce = 0 V (transistor ideal) maka besarnya arus kolektor (Ic)

seperti pada persamaan 2.6.

𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡𝑉𝑐𝑐𝑅𝑐

(2.6)

Besarnya arus yang mengalir agar transistor menjadi jenuh (saturasi) seperti pada

persamaan 2.7.

𝐼𝑏𝑉𝑖𝑛 𝑉𝑏𝑒

𝑅𝑏

(2.7)

Untuk memastikan saturasi, persamaan di bawah dapat digunakan :

𝐼𝑏𝐼𝑐𝑠𝑎𝑡𝛽𝑑𝑐

(2.8)

Besarnya tegangan antara kolektor dan emitor transistor pada kondisi mati ditunjukkan

pada persamaan 2.9.

Vce = Vcc (2.9)

Besarnya resistansi emitor (re) dapat dicari dengan menggunakan persamaan berikut

ini.

𝑟 (2.10)

Dimana VT = 26 mv


22

2.8 Trafo Step Up

Transformator atau yang biasa disebut trafo adalah alat yang digunakan untuk

mengubah tegangan pada arus bolak-balik (AC = Alternating Current)[13]. Penggunaan

trafo dalam kehidupan sehari-hari dapat ditemui pada alat-alat elektronika seperti komputer,

bel listrik, radio, dan lain sebagainya.

Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih

banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator

ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan

generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

Gambar 2.18 Trafo Step Up dan Trafo Sederhana[13]

Trafo Step-Up memiliki karakteristik yang dapat dilihat di bawah ini:

1. Kapasitas lilitan kumparan primernya selalu lebih kecil dibandingkan dengan jumlah

lilitan pada kumparan sekundernya (Np < Ns).

2. Sedangkan tegangan primernya juga selalu lebih kecil dibandingkan dengan

tegangan sekundernya (Vp < Vs).

3. Untuk Kuat arus primernya ternyata selalu lebih besar dibandingkan dengan kuat

arus sekundernya (Ip> Is).

Rumus untuk menghitung jumlah lilitan pada trafo dapat dilihat pada persamaan berikut ini:

𝑁𝑝𝑁𝑠

𝑉𝑝𝑉𝑠

(2.11)

2.9 LCD(Liquid Crystal Display)

LCD atau Liquid Crystal Display pada dasarnya terdiri dari dua bagian utama yaitu

bagian Backlight (Lampu Latar Belakang) dan bagian Liquid Crystal (Kristal Cair)[14].

Seperti yang disebutkan sebelumnya, LCD tidak memancarkan pencahayaan apapun, LCD

hanya merefleksikan dan mentransmisikan cahaya yang melewatinya. Oleh karena itu, LCD


23

memerlukan Backlight atau Cahaya latar belakang untuk sumber cahayanya. Cahaya

Backlight tersebut pada umumnya adalah berwarna putih. Sedangkan Kristal Cair (Liquid

Crystal) sendiri adalah cairan organik yang berada diantara dua lembar kaca yang memiliki

permukaan transparan yang konduktif.

Setiap kolom pada LCD memiliki rangkaian tunggal tersendiri, piksel-piksel pada

LCD dialamatkan sekali menurut alamat baris dan kolom. Tipe ini disebut pengalamatan

matriks pasif karena piksel harus bertahan pada keadaan stabilnya meskipun sebenarnya

harus melakukan refresh tanpa kelebihan dari pengisian listrik yang stabil. Semakin banyak

piksel, maka tampilan yang dihasilkan oleh LCD matriks akan semakin halus. Berikut ini

merupakan Gambar 2.19. dan Tabel 2.5.

Gambar 2.19 LCD 16x2[14]

Tabel 2.5 Konfigurasi Pin LCD

PIN number Symbol Function 1 Vss GND 2 Vdd +3 or +5 Volt 3 Vo Contrast Adjustment 4 RS H/L Register Selected Input 5 R/W H/L Read/Write Signal 6 E Enable Signal 7 DB0 H/L Data Bus Line 8 DB1 H/L Data Bus Line 9 DB2 H/L Data Bus Line 10 DB3 H/L Data Bus Line 11 DB4 H/L Data Bus Line 12 DB5 H/L Data Bus Line 13 DB6 H/L Data Bus Line 14 DB7 H/L Data Bus Line 15 A +4.2 V for LED/Negative Voltage Output 16 K Power Supply for B/L(0V)


24

2.10 Pembagi Tegangan

Hukum Ohm menyatakan bahwa tegangan(V) yang melewati sebuah penghantar

berbanding lurus dengan arus(I) dari elemen rangkaian[15]. Faktor perbandingan V dibagi I

dinamakan resistansi atau R ( komponennya disebut dengan resistor) dan dinyatakan dalam

satuan ohm (disingkat Ω). V memiliki satuan volt dan I satuannya adalah Ampere, maka

berlaku persamaan 2.12.

V = I R (2.12)

Hukum Arus Kirchoff menyatakan bahwa jumlah semua arus yang menuju ke suatu

simpul harus sama dengan nol pada setiap saat. Hukum itu juga bisa dinyatakan sebagai arus

pada suatu penghantar yang bercabang sama dengan jumlah semua arus percabangan, maka

diperoleh persamaan 2.13.

Ʃ Imasuk + ƩIkeluar = 0 (2.13)

Hukum Tegangan Kirchoff menyatakan bahwa jumlah drop atau penurunan

tegangan pada suatu loop harus sama dengan nol pada setiap saat[15]. Sehingga diperoleh

persamaan 2.14.

ƩV + Ʃ I x R = 0 (2.14)

Gambar 2.20 Pembagi Tegangan[15]

Tegangan pada R1 dapat dinyatakan dengan persamaan 2.15. :

𝑉𝑅

𝑅 𝑅∗ 𝑉

(2.15)

Tegangan pada R2 dapat dinyatakan dengan persamaan 2.16. :

𝑉𝑅

𝑅 𝑅∗ 𝑉

(2.16)

2.11 LED(Light Emitting Diode)

LED (Light Emitting Dioda) adalah dioda yang dapat memancarkan cahaya pada saat

mendapat arus bias maju (forward bias)[16]. LED dapat memancarkan cahaya karena


25

menggunakan dopping galium, arsenic dan phosporus. Jenis doping yang berbeda di atas

dapat menghasilkan cahaya dengan warna yang berbeda. Setiap warna LED memiliki

tegangan kerja. Tegangan kerja setiap warna LED dapat dilihat pada Tabel 2.2. Arus bias

maju puncak LED sebesar 60 mA dengan rata-rata arus bias maju tipikal sebesar 20 mA[17].

Pada rangkaian LED dipasang sebuah resistor sebagai pembatas arus. Simbol LED dan

bentuk fisik led dapat dilihat pada Gambar 2.21.

Tabel 2.6 Tegangan Kerja Setiap Warna LED[16]

Gambar 2.21 Simbol dan Bentuk fisik LED[16]

Pemasangan LED agar dapat bekerja adalah dengan memberikan tegangan bias maju

(tegangan positif) ke kaki anoda dan tegangan negatif ke kaki katoda. Pembatas arus pada

dioda dilakukan dengan memasangkan resistor secara seri pada salah satu kaki LED.

Rangkaian dasar untuk menyalakan LED dapat dilihat pada Gambar 2.22.

Warna LED Tegangan Kerja (Vd)

Merah 1,8

Kuning 2,1

Hijau 2,1

Putih 4,1

Orange 2,0

Biru 5,0


26

Gambar 2.22 Rangkaian Dasar Menyalakan LED

Besarnya rata-rata arus bias maju tipical pada LED adalah 20 mA, sehingga nilai

resistor dapat ditentukan. Besarnya nilai resistor berbanding lurus dengan besarnya tegangan

sumber yang digunakan. Secara matematis besarnya nilai resistor pembatas arus LED dapat

ditentukan menggunakan persamaan berikut:

𝑅𝑉𝑠 𝑉𝑑 𝑣𝑜𝑙𝑡0.02 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒

(2.17)

Dimana:

𝑅 = resistor pembatas arus (Ohm)

𝑉𝑠 = tegangan sumber yang digunakan untuk mensupply tegangan ke LED (Volt)

𝑉𝑑 = tegangan kerja LED (Volt)

0.02 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒 = rata-rata arus bias maju tipikal LED (20 mA)

2.12 Monostable Multivibrator

Multivibrator monostable hanya memiliki satu kondisi stabil. Ketika salah satu

transistor aktif maka yang lain tetap dalam keadaan tidak aktif[18]. Keadaan stabil adalah

keadaan di mana transistor tetap tanpa diubah, kecuali terganggu oleh beberapa pulsa pemicu

eksternal. Monostable memiliki nama lain yang disebut One-shot Multivibrator.

Dua transistor Q1 dan Q2 terhubung dalam umpan balik satu sama lain. Kolektor

transistor Q1 terhubung ke basis transistor Q2 melalui kapasitor C1. Basis Q1 terhubung ke


27

kolektor Q2 melalui resistor R2 dan kapasitor C. Tegangan suplai dc lainnya - VBB

diberikan ke basis transistor Q1 melalui resistor R3. Pulsa pemicu diberikan ke basis Q1

melalui kapasitor C2 untuk mengubah kondisinya. RL1 dan RL2 adalah resistor beban Q1

dan Q2.

Salah satu transistor, ketika masuk ke keadaan stabil, pulsa pemicu eksternal diberikan

untuk mengubah keadaannya. Setelah mengubah kondisinya, transistor tetap dalam keadaan

semu-stabil atau kondisi-meta stabil untuk periode waktu tertentu, yang ditentukan oleh nilai

konstanta waktu RC dan kembali ke keadaan stabil sebelumnya. Gambar 2.23 menunjukkan

diagram sirkuit dari Monostable Multivibrator

Gambar 2.23 Diagram Sirkuit Monostable Multivibrator[18]

Cara kerja dari Monostable Multivibrator adalah pertama ketika sirkuit dinyalakan,

transistor Q1 akan dalam keadaan OFF dan Q2 akan dalam keadaan ON. Ini adalah kondisi

stabil. Karena Q1 MATI, tegangan kolektor akan menjadi VCC pada titik A dan karenanya

C1 akan terisi . Pulsa pemicu positif yang diterapkan di dasar transistor Q1 mengakibatkan

transistor Q1 menyala. Ini mengakibatkan tegangan kolektor berkurang dan transistor Q2

mati. Kapasitor C1 mulai discharged pada saat ini. Karena tegangan positif dari pengumpul

transistor Q2 diterapkan ke transistor Q1, ia tetap dalam keadaan ON. Ini adalah kondisi

semu-stabil atau Meta-stable.

Transistor Q2 tetap dalam keadaan OFF, sampai kapasitor C1 benar-benar habis.

Setelah ini, transistor Q2 AKTIF dengan tegangan diterapkan melalui discharge kapasitor.


28

Hal ini mengakibatkan transistor Q1 menyala. Kondisi ini merupakan kondisi stabil

sebelumnya.

Bentuk gelombang output pada kolektor Q1 dan Q2 bersama dengan input pemicu

yang diberikan di dasar Q1 ditunjukkan pada Gambar 2.24.

Gambar 2.24 Bentuk Gelombang Keluaran[18]

Lebar pulsa output ini tergantung pada konstanta waktu RC. Oleh karena itu

tergantung pada nilai-nilai R1C1. Durasi pulsa diberikan oleh persamaan 2.18 :

T=0.69R1C1 (2.18)

Input pemicu yang diberikan akan berdurasi sangat singkat, hanya untuk memulai

pengoperasian. Ini memicu sirkuit untuk mengubah statusnya dari kondisi Stabil ke kondisi

Kuasi-stabil atau Meta-stabil atau Semi-stabil, di mana sirkuit tetap untuk durasi singkat.

Akan ada satu pulsa output untuk satu pulsa pemicu.

2.13 Square Wave Generator

Square wave generator (Pembentuk pulsa kotak) dapat didefinisikan sebagai osilator

yang memberikan output tanpa input apapun[19]. Square wave generator yang terdiri atas

sebuah komparator Schitt trigger dan rangkaian RC ini digunakan dalam pemrosesan sinyal

digital dan aplikasi elektronik. Gambar rangkaian square wave generator dapat dilihat pada

Gambar 2.25.


29

Gambar 2.25 Rangkaian Square Wave Generator[19]

Dari gambar 2.26 diperoleh persamaan :

𝑉 𝑉𝑜 ; bila : 𝑘 ; maka : 𝑉 𝑘𝑉 (2.19)

Pada saat 𝑉 𝑉 maka: 𝑉 𝑘𝑉

Pada saat 𝑉 𝑉 maka: 𝑉 𝑘𝑉

Gambar 2.26 Gelombang Periodik[19]

Perhitungan perioda gelombang : Bila besar +Vsat sama dengan –Vsat, maka

diperoleh gelombang yang simetris. Perhitungan perioda didasarkan pada saat Vo

sama dengan +Vsat

Misal TH adalah waktu yang diperlukan oleh Vc(t) untuk menempuh –k Vsat sampai

dengan +k Vsat, maka :

𝑇 𝑅𝐶 ln

Bila TL adalah waktu yang diperlukan oleh Vc(t) untuk menempuh dari +k Vsat

sampai dengan –k Vsat, maka:

TL = -RC ln

Perioda satu gelombang :


30

T = 𝑇 + TL = 2 RC ln (2.20)

2.14 Op-amp Komparator

Komparator adalah sebuat rangkaian yang dapat membandingkan besar tegangan

masukan.[20] Komparator biasanya menggunakan Op-Amp sebagai piranti utama dalam

rangkaian.Vref di hubungkan ke +V supply, kemudian R1 dan R2 digunakan sebagai

pembagi tegangan, sehingga nilai tegangan yang di referensikan pada masukan + op-amp

dapat dilihat pada persamaan berikut ini.

V = [ R1/(R1+R2) ] (2.21)

Vsupply Op-amp tersebut akan membandingkan nilai tegangan pada kedua

masukannya, apabila masukan (-) lebih besar dari masukan (+) maka, keluaran op-amp akan

menjadi sama dengan – Vsupply, apabila tegangan masukan (-) lebih kecil dari masukan (+)

maka keluaran op-amp akan menjadi sama dengan + Vsupply. Jadi dalam hal ini jika Vinput

lebih besar dari V maka keluarannya akan menjadi – Vsupply, jika sebaliknya, Vinput lebih

besar dari V maka keluarannya akan menjadi + Vsupply.

Untuk op-amp yang sesuai untuk di pakai pada rangkaian op-amp untuk komparator

biasanya menggunakan op-amp dengan tipe LM339 yang banyak di pasaran. Komparator

merupakan rangkaian elektronik yang akan membandingkan suatu input dengan referensi

tertentu untuk menghasilkan output berupa dua nilai (high dan low). Suatu komparator

mempunyai dua masukan yang terdiri dari tegangan acuan (Vreference) dan tegangan

masukan (Vinput) serta satu tegangan ouput (Voutput).

Gambar 2.27 Rangkaian Komparator Tegangan Sederhana[20]

Dalam operasinya opamp akan mempunyai sebuah keluaran konstan yang

bernilai”low” saat Vin lebih besar dari Vrefferensi dan “high” saat Vin lebih kecil dari

Vrefferensi atau sebaliknya. Nilai low dan high tersebut akan ditentukan oleh desain dari

komparator itu sendiri. Keadaan output ini disebut sebagai karakteristik output komparator.


31

2.15 Chi Square Test

Uji chi square adalah alat uji statistik yang digunakan untuk mengetahui apakah dua

variabel memiliki hubungan secara signifikan. Kedua variabel yang diuji merupakan

variabel kategorik dan disusun dalam bentuk tabel kontingensi. Pengujian kestabilan sistem

pencacah radiasi nuklir yang bersifat acak dapat dilakukan dengan chi square test[21].

Batasan nilai chi square test dengan menggunakan sumber radiasi Sr90 harus masuk pada

ring yang ditentukan oleh International Atomic Energy Agency yaitu 7,663 𝑋

36,191[21].

Rumus menghitung nilai Chi Square Test(X2) terdapat pada persamaan berikut ini.

𝑋 Ʃ (2.22)

Keterangan :

𝑋 : Chi(Kai) Square Test

Xi : Cacah pada pengambilan data indeks ke-i

𝑋 : Rerata Cacahan

2.16 Koefisien Korelasi Pearson dan Koefisien Determinasi

Korelasi Pearson adalah alat analisis statistik yang digunakan untuk melihat keeratan

hubungan linier antara 2 variabel yang skala datanya adalah interval atau rasio[22].

Koefisien korelasi pearson dapat bernilai positif maupun negatif. Jika nilai koefisien korelasi

pearson mendekati -1 atau 1 maka keeratan dua variabel semakin kuat. Jika nilainya

mendekati 0 maka keeratan dua variabel semakin lemah. Berikut ini rumus mencari nilai

koefisien korelasi pearson(r).

𝑅𝑛 ∑ 𝑥 𝑦 ∑ 𝑥 ∑ 𝑦

𝑛 ∑ 𝑥 ∑ 𝑥 𝑛 ∑ 𝑦 ∑ 𝑦

(2.23)

Keterangan :

R : koefisien korelasi

n : jumlah pengambilan data

∑ 𝑥 𝑦 : jumlah total dari perkalian x indeks ke-i dengan y indeks ke-i


32

∑ 𝑥 : jumlah total dari nilai xi

∑ 𝑦 : jumlah total dari nilai yi

∑ 𝑥 : x indeks ke i dikuadratkan terlebih dahulu lalu ditotal

∑ 𝑥 : jumlah total dari nilai xi dikuadratkan langsung

∑ 𝑦 : y indeks ke i dikuadratkan terlebih dahulu lalu ditotal

∑ 𝑥 : jumlah total dari nilai yi dikuadratkan secara langsung

Koefisien penentu bermakna sebagai sumbangan pengaruh yang diberikan variabel

bebas atau variabel independent(X) terhadap variabel dependent(Y), atau dengan kata lain,

nilai koefisien determinasi atau R Square ini berguna untuk memprediksi dan melihat

seberapa besar konstribusi pengaruh yang diberikan variabel X secara simultan terhadap

variabel Y.

𝐾𝑃 𝑅


33

3 BAB III

RANCANGAN PENELITIAN

3.1 Model Sistem

Gambar 3.1 Model Sistem

Model sistem yang digunakan pada penelitian ini diperlihatkan pada Gambar 3.1. Ada

dua buah mikrokontroler ATMEGA8535 yang digunakan pada sistem ini. Mikrokontroler

yang pertama digunakan untuk mengatur tegangan penyedia daya tegangan tinggi. Tombol

up/down digunakan untuk mengatur nilai biner keluaran pada mikrokontroler. Keluaran dari

mikrokontroler diubah menjadi Analog oleh DAC0800. Tegangan yang dikeluarkan oleh

DAC0800 dari 0 - 5 Volt yang nanti nya akan menjadi tegangan referensi bagi penyedia

daya tegangan tinggi yang mengeluarkan tegangan sebesar 0-1000 Volt. Untuk nilai

tegangan ditunjukkan pada voltmeter analog. Penyedia daya tegangan tinggi berfungsi untuk

mencatu daya detektor Geiger Muller. Keluaran pulsa dari detektor GM masih berupa pulsa

negatif dan tegangannya berkisar 0 - 3 volt sehingga tidak dapat dibaca oleh mikrokontroler.

Oleh sebab itu , keluaran dari detektor GM dimasukkan terlebih dahulu ke pembentuk pulsa

untuk dikuatkan tegangannya dan diubah polaritasnya. Mikrokontroler yang kedua

digunakan untuk counter/timer dan mengolah hasil cacahan untuk ditampilkan di lcd 16 x 2


34

yang berfungsi untuk menampilkan nilai intensitas radiasi. Power supply digunakan untuk

mencatu daya mikrokontroler dan pembentuk pulsa.

3.2 Perancangan Perangkat Keras

3.2.1 Desain Casis Sistem Pencacah Radiasi Model SPR-01

Pada perancangan casis Sistem Pencacah Radiasi Model SPR-01, bahan yang

digunakan adalah alumunium dan dimensi casis yang akan didesain adalah 30 cm x 24 cm x

8.5 cm.

Gambar 3.2 Desain Casis Sistem Pencacah Radiasi

Keterangan :

1. Voltmeter Analog

2. Tombol Up/Down

3. LCD 16 x 2

4. Detektor Geiger Muller

5. Saklar On/Off

3.2.2 Mikrokontroler 1 dan DAC0800 untuk Kendali Teg.Tinggi

Mikrokontroler 1 digunakan untuk mengeluarkan data digital 0-255 yang nilainya

dapat diatur melalui dua buah tombol untuk menaikkan dan menurunkan nilai digital yang

dimasukkan pada DAC0800. Tombol yang pertama dapat menaikkan nilai digital sebesar 1

bit dan tombol yang kedua dapat menurunkan nilai digital sebesar 1 bit. DAC0800 memiliki

resolusi 8 bit. DAC0800 menggunakan catu daya ±12 Volt dan tegangan referensi 5 Volt.

Secara perhitungan nilai resolusi DAC adalah :

1 2 3 45


35

𝑅𝑒𝑠𝑜𝑙𝑢𝑠𝑖 5

2550.019/ 𝑘𝑜𝑑𝑒

Resolusi yang dihasilkan adala 0.019 Volt/kode.

Berikut ini adalah Gambar rangkaian DAC yang digunakan:

Gambar 3.3 Rangkaian Pengendali Tegangan Tinggi

Op-amp L741 digunakan untuk mengubah tegangan DAC yang bernilai negatif

menjadi positif. Op-amp L741 menggunakan catu daya ±12 Volt. Rangkaian di atas

dirancang berdasarkan data sheet namun ada beberapa konfigurasi yang diubah sesuai

kebutuhan, karena yang dibutuhkan hanya output tegangan positif sehingga Pin 2 tidak

digunakan. Keluaran dari rangkaian pengendali tegangan tinggi ini berupa tegangan 0-5 Volt

DC.

Tombol Up merupakan input pada Port A.0 yang berfungsi untuk menaikkan tegangan

pada penyedia daya tegangan tinggi. Tombol Down merupakan input pada Port A.1 yang

berfungsi untuk menurunkan tegangan pada penyedia daya tegangan tinggi. Rangkaian pull

up digunakan agar inputan pada mikrokontroler tidak mengalami floating. Dengan

menggunakan resistor 10kΩ akan membatasi arus menjadi 0.5mA. Ketika tombol ditekan

maka mikrokontroler akan membaca low dan apabila tombol tidak ditekan maka

mikrokontroler akan membaca high.

Secara perhitungan E0 yang didapatkan melalui persamaan 2.2. bila data digital 255

maka output akan menghasilkan tegangan di bawah ini .

𝐸0255

2562 255

256∗ 5 𝑉𝑜𝑙𝑡 4,98 𝑉𝑜𝑙𝑡


36

3.2.2 Perancangan Mikrokontroler 2 sebagai Counter/Timer

Mikrokontroler 2 digunakan untuk mencacah dan mewaktu pulsa kotak dari

pembentuk pulsa. Berikut ini adalah gambar rancangan Rangkaian Counter/Timer.

Perancangan Mikrokontroler 2 membutuhkan banyak port untuk input dan output. PortB

digunakan sebagai input, PortC digunakan untuk LCD, PortA0 dan PortA1 untuk led hijau

dan merah. Oleh sebab itu pada penelitian ini digunakan dua buah mikrokontroler karena

kebutuhan port yang cukup banyak pada mikrokontroler 2 sebagai counter/timer sistem

pencacah radiasi.

Gambar 3.4 Rangkaian Counter/Timer Mikrokontroler ATMEGA8535

Minsys ATMEGA8535 menggunakan kristal 11,592000 MHz dan reset yang

dihubungkan dengan tombol yang tersambung ke vcc agar dapat mereset mikro secara

manual. Pulsa kotak dari pembentuk pulsa dimasukkan ke Pin INT0. Keempat tombol

digunakan sebagai masukan. S1 digunakan untuk setting waktu yang akan digunakan selama

proses pencacahan. S2 digunakan untuk memulai pencacahan. S3 digunakan untuk

memberhentikan proses pencacahan. S4 digunakan untuk mereset data pencacahan untuk

memulai pencacahan yang baru setelah data pencacahan yang lama sudah ditampilkan di

lcd. Fasilitas timer 0 pada mikrokontroler digunakan untuk mengatur waktu. Untuk

mendapatkan waktu yang pas 1 detik maka digunakan persamaan 2.1. Nilai Timer0 = 10 ms

lalu dilooping sebanyak 100 kali untuk mengakali timer agar pas 1 detik. Nilai TCNT0 dapat

diperoleh melalui persamaan 2.1.

Ttimer0 = TOSC * (256-TCNT0) * N


37

10ms = 1/11592000 *(256-TCNT0)* 1024

TCNT0 = 142.7=143 = 0x8F

Berikut ini tabel setting waktu yang digunakan berdasarkan jumlah penekanan tombol

S1:

Tabel 3.1 Setting Waktu Berdasar Penekanan Tombol S1

Jumlah Penekanan Tombol S1 Timer

1 Kali 1 Detik

2 Kali 2 Detik

3 Kali 5 Detik

4 Kali 10 Detik

5 Kali 20 Detik

6 Kali 30 Detik

7 Kali 40 Detik

8 Kali 50 Detik

9 Kali 1 Menit

10 Kali 2 Menit

11 Kali 5 Menit

12 Kali 10 Menit

13 Kali 20 Menit

Ketika tombol mulai ditekan maka mikrokontroler memulai mencacah dan lampu

hijau menyala dan ketika mikro selesai mencacah, lampu hijau mati dan lampu merah

menyala. Pulsa masukan dari pembentuk pulsa dimasukkan pada pin int 0. Lcd 16 x 2

digunakan untuk menampilkan hasil cacahan yang menunjukkan intensitas radiasi. Led yang

digunakan berwarna merah dan hijau memiliki tegangan kerja 1,8 Volt dan 2,1 Volt. Untuk

menentukan nilai resistor yang digunakan untuk led maka nilai resistor dapat ditentukan

dengan persamaan 2.15.

𝑅ℎ𝑖𝑗𝑎𝑢 5 2.1 𝑣𝑜𝑙𝑡

0.01 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒290Ω

𝑅𝑚𝑒𝑟𝑎ℎ 5 1.8 𝑣𝑜𝑙𝑡

0.01 𝐴𝑚𝑝𝑒𝑟𝑒320Ω


38

3.2.3 Perancangan Pembentuk Pulsa Rangkaian Pembentuk Pulsa berfungsi untuk menguatkan, membalik pulsa negatif

dari keluaran detektor GM dan membentuk pulsa menjadi pulsa kotak standard TTL dengan

tinggi pulsa 4 V. Rangkaian pembentuk pulsa dapat dilihat pada gambar 3.5.

Gambar 3.5 Rangkaian Pembentuk Pulsa

Transistor berfungsi untuk membalik pulsa dan menguatkan pulsa. Rangkaian ini

menggunakan prinsip transistor sebagai saklar. Nilai R3(Rc) ditentukan dari awal yaitu

10kΩ. Berdasarkan persamaan 2.6 maka didapatkan nilai Icsat .

𝐼𝑐 5 𝑣

10𝑘Ω0.5𝑚𝐴

Berdasarkan persamaan 2.10, nilai Icsat dapat digunakan untuk mencari nilai re.

𝑟 26 𝑚𝑉0.5𝑚𝐴

52Ω

Berdasarkan persamaan 2.8 agar benar-benar saturasi maka nilai Ibsat harus dicari

nilainya.

𝐼𝑏𝐼𝑐

𝛽 0.5𝑚𝐴

4001.25𝑢𝐴

Dengan mengasumsikan VTH = 2.5 Volt, maka dalam perancangan ini nilai R1 dan

nilai R2 bisa diperoleh. Dengan mengasumsikan Ibkerja = 20 x Ibsat, maka Ibkerja = 25

µA. Berdasarkan pengasumsian tadi maka nilai RTh bisa diperoleh.

𝑅 𝑉 𝑉

𝐼𝑏

𝑅 2.5 𝑉 0.6 𝑉

25𝑢𝐴76000Ω


39

RTh = R1//R2, berdasarkan pengasumsian VTH = 2.5 Volt maka nilai R1=R2 =

152000Ω ≌ 150000Ω . Untuk mendapatkan nilai Rin bisa didapatkan melalui analisis

rangkaian. Berikut ini persamaan untuk mendapatkan nilai Rin.

𝑅 𝛽𝑟 //𝑅 20800 7600020800 76000

16330,57851Ω

Nilai Rin dapat digunakan untuk penentuan nilai kapasitor yang digunakan melalui persamaan

berikut ini. Nilai 𝜏 𝑘𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑎 𝑤𝑎𝑘𝑡𝑢 ditentukan di awal, nilai 𝜏 = 100 us.

𝜏 𝑅𝑖𝑛. 𝐶

𝐶 ,

6,12348172 𝑛𝐹 ≌ 6,2 𝑛𝐹(nilai yang ada di pasaran)

Penentuan komponen R4 didapatkan melalui penentuan tegangan keluaran yang

dinginkan. Tegangan keluaran pada point d ditentukan yaitu sebesar 4.5 Volt. Maka dengan

persamaan 2.14 bisa diperoleh nilai R4.

4.5𝑉 𝛽𝑅4

𝛽𝑅4 𝑅3𝑉𝑐𝑐

4.5400 𝑅4

400 𝑅4 10𝑘5𝑉

Maka nilai R4 = 2250 Ω

Sampai di point d pada Gambar 3.5, tegangan keluaran pulsa sudah berpolaritas positif

dan tegangan sudah dapat dibaca oleh mikrokontroler. Lebar pulsa keluaran di titik d masih

sama dengan lebar pulsa keluaran dari detektor GM. Oleh sebab itu, diperlukan rangkaian

tambahan yaitu rangkaian Monostable Multivibrator. Lebar pulsa yang baik menurut

ORTEC adalah 50µs – 100 µs. Lebar pulsa yang dirancang pada penelitian ini adalah 100µs.

Melalui persamaan 2.18 maka didapatkan nilai kapasitor(CT).

𝐶 100𝑢𝑠

50𝑘Ω ∗ 0.692.899855 𝑛𝐹 ≌ 2200𝑝𝐹 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑦𝑎𝑛𝑔 𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑖 𝑝𝑎𝑠𝑎𝑟𝑎𝑛

Untuk menentukan nilai R7, maka nilai tegangan output ditetapkan terlebih dahulu. Nilai tegangan output sama degan tinggi pulsa kotak yang dihasilkan. Nilai tegangan output adalah 4.5 Volt. Nilai R8 ditentukan yaitu 100kΩ. Berdasarkan persamaan 2.15, maka nilai R7 bisa diperoleh.

4.5 𝑉100𝑘

100𝑘 𝑅75𝑉

Maka diperoleh nilai R7 = 11111,1111Ω ≌ 10kΩ(nilai dipasaran)

Dengan tegangan output yang bernilai 4.5 Volt maka keluaran dari rangkaian pembentuk pulsa seharusnya sudah dapat dibaca oleh mikrokontroler.


40

3.2.4 Perancangan Penyedia Daya Tegangan Tinggi DC Penyedia daya tegangan tinggi DC 1000 Volt berfungsi untuk mencatu daya detektor

Geiger Muller agar dapat beroperasi secara optimal sesuai fungsinya. Gambar rangkaian

ditunjukkan pada gambar 3.6.

Gambar 3.6 Rangkaian Penyedia Daya Tegangan Tinggi DC

Rangkaian penyedia daya tegangan tinggi dc terdiri atas op-amp LM741, op-amp

LM339, transistor 2N3643, trafo ct, rangkaian pelipat tegangan yang terdiri atas dioda dan

kapasitor dan rangkaian pengontrol tegangan yang terdiri atas mikrokontroler dan

DAC0800. Op-amp LM741 berfungsi sebagai pembangkit pulsa gelombang kotak yang

memiliki tinggi pulsa yaitu 5 volt dengan frekuensi 12 kHz. Dengan mengasumsikan RC =

30kΩ * 4.7nF maka didapatkan nilai k(duty cycle) dengan menggunakan persamaan 2.20.

T = 𝑇 + TL = 2 RC ln

1/12 kHz = 2 * 30kΩ * 4.7nF *ln

k = 0.146682234

Dengan menggunakan persamaan 2.19 nilai R1 bisa diperoleh dengan mengasumsikan R2 =

30k.

𝑅1𝑅1 30000

𝑘

𝑅1𝑅1 30000

0.1466882234

R1 = 5157 Ω


41

Pulsa yang dihasilkan oleh op-amp LM741 diteruskan ke op-amp LM339 untuk dibuat

menjadi dua buah pulsa dengan polaritas yang berbeda, T1 dan T2 merupakan rangkaian

penguat push pull yang berfungsi untuk menguatkan pulsa yang akan diumpankan ke trafo

step up (penaik tegangan) seperti terlihat pada gambar 3.6 .

Tegangan referensi diberikan oleh hasil pengaturan tegangan positif melalui

mikrokontroler ATMEGA8535 dan DAC0800. T3 memiliki fungsi yang sama dengan T1

dan T2 yaitu sebagai push pull agar dapat dimasukkan ke tep tengah gulungan primer trafo

step up.

Pada gulungan sekunder trafo step up akan keluar tegangan AC dan besarnya tegangan

keluaran tergantung dari harga perbandingan antara jumlah gulungan primer dan gulungan

sekunder. Trafo yang digunakan adalah trafo ct dengan jumlah lilitan primer 22 lilitan dan

sekunder 2200 lilitan dan memiliki kemampuan frekuensi 1 – 30kHz. Lilitan primer dan

sekunder trafo menggunakan bahan kawat email dengan diameter 0.3mm dan 0.06mm.

Berdasarkan persamaan 2.11. dengan asumsi tegangan pada lilitan primer = 5 Volt maka

didapatkan tegangan pada lilitan sekunder sebagai berikut.

𝑁𝑝𝑁𝑠

𝑉𝑝𝑉𝑠

222200

5𝑉𝑠

Vs = 500 Volt

Tegangan sekunder yang didapat dari hasil perhitungan yang berdasarkan dasar teori

adalah 500 Volt. Tegangan keluaran dari trafo step up disearahkan dengan menggunakan

dioda penyearah tegangan tinggi 1N4007, adapun fungsi dari dua buah kapasitor dan dioda

adalah sebagai pelipat tegangan satu tingkat. Kapasitor yang digunakan bernilai 0.01µF.

Resistor yang tersusun secara seri dari keluaran tegangan tinggi ke ground berfungsi sebagai

tahanan beban. Berdasarkan dasar teori pelipat tegangan, tegangan pada C2 = 2Vp maka

tegangan pada C2 = 2*500 = 1000 Volt.

Kapasitor yang digunakan memiliki kapasitansi 0.01µF didapatkan dengan

menggunakan persamaan 2.4. Nilai ∆𝑉 diasumsikan 0.083 Volt dan frekuensi pulsa osilator

bernilai 12Khz dengan asumsi arus beban sebesar 100µA.

∆𝑉𝐼

𝐶𝑓23

𝑛12

𝑛16

𝑛


42

0.083100µ

𝐶12𝑘𝐻𝑧23

112

116

1

𝐶 0.01 µ𝐹

3.3 Perancangan Perangkat Lunak

3.3.1 Flowchart Mikrokontroler 1

Gambar 3.7 Diagram alir mikrokontroler 1 kendali tegangan

Pada tahap berikut ini dirancang program alir seperti terlihat pada gambar 3.7 ,

program ini diawali dengan inisialisasi variabel k, port A sebagai input dan port D sebagai

keluaran. Pada proses awal mikrokontroler akan membaca data masukan dari Port A.0.

Apabila Pin A.0 berlogika 0 maka mikrokontroler memeriksa nilai k . Jika nilai k belum

bernilai 255 maka nilai k akan diisi dengan k+1. Proses selanjutnya adalah mikro membaca

masukan dari Pin A.1. Apabila Pin A.1. berlogika 0 maka mikrokontroler memeriksa nilai


43

k. Jika nilai k belum bernilai 0 maka proses selanjutnya adalah nilai k akan diisi dengan k –

1. Nilai dari variabel k disimpan di Port D sebagai output.

3.3.2 Flowchart Mikrokontroler 2

Diagram alir mikrokontroler 2 terlihat pada Gambar 3.8. Pada tahap berikut

dirancang mikrokontroler untuk mencacah dan mewaktu pulsa kotak dari pembentuk pulsa.

Program diawali dengan inisialisasi port I/O, inisialisasi variabel, konfigurasi lcd,

konfigurasi timer 0 dan konfigurasi interupsi 0. Tahap pertama mikrokontroler

menampilkan nama alat pada lcd yaitu “Sistem Pencacah Radiasi Berbasis Mikro

ATMEGA8535”. Proses selanjutnya program menunggu masukan dari Port B.4. Apabila

Port B.4 berlogika 0, maka program dilanjutkan ke subrutin time seperti pada gambar 3.9.

Subrutin time dimulai dengan memeriksa jumlah tombol ditekan. Jumlah tombol ditekan

disimpan di variabel tekan. Apabila tombol tekan ditekan sebanyak satu kali maka variabel

tekan = 1 dan setting waktunya = 1 detik. Apabila tombol tekan ditekan sebanyak dua kali

maka variabel tekan = 2 dan setting waktunya = 2 detik. Apabila tombol tekan ditekan

sebanyak tiga kali maka variabel tekan = 3 dan setting waktunya = 5 detik. Apabila tombol

tekan ditekan sebanyak empat kali maka variabel tekan = 4 dan setting waktunya = 10 detik.

Apabila tombol tekan ditekan sebanyak lima kali maka variabel tekan = 5 dan setting

waktunya = 20 detik. Apabila tombol tekan ditekan sebanyak enam kali maka variabel tekan

= 6 dan setting waktunya = 30 detik. Apabila tombol tekan ditekan sebanyak tujuh kali maka

variabel tekan = 7 dan setting waktunya = 40 detik. Apabila tombol tekan ditekan sebanyak

delapan kali maka variabel tekan = 8 dan setting waktunya = 50 detik. Apabila tombol tekan

ditekan sebanyak sembilan kali maka variabel tekan = 9 dan setting waktunya = 1 menit.

Apabila tombol tekan ditekan sebanyak sepuluh kali maka variabel tekan = 10 dan setting

waktunya = 2 menit. Apabila tombol tekan ditekan sebanyak sebelas kali maka variabel

tekan = 11 dan setting waktunya = 5 menit. Apabila tombol tekan ditekan sebanyak dua belas

kali maka variabel tekan = 12 dan setting waktunya = 10 menit. Apabila tombol tekan

ditekan sebanyak tiga belas kali maka variabel tekan = 13 dan setting waktunya = 20 menit.

Apabila jumlah penekanan tombol lebih dari 13 kali maka variabel akan mulai dari 1 lagi.

Kemudian data setting waktu ditampilkan pada lcd. Apabila Port B.4 berlogika 1 maka mikro

akan menunggu masukan dari input yang lain.

Ketika Port B.5 berlogika 0, timer 0 aktif menghitung waktu yang telah diatur dan

proses penghitungan pulsa masukan pada pin int0. Proses tersebut akan berhenti saat nilai

aturwaku = waktu yang telah dihitung atau saat tombol Port B.6 ditekan. Nilai total cacahan


44

disimpan pada variabel pulsa lalu ditampilkan pada lcd dan begitu seterusnya. Nilai total

cacahan lalu disimpan di variabel baru dan disimpan dengan menggunakan fasilitas

EEPROM untuk kemudian ditampilkan sebaga data holding.

Gambar 3.8 Diagram alir mikrokontroler 2


45

Gambar 3.9 Diagram Alir Subrutin Timer


46

4 BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada tahap ini dilakukan pengujian pada sistem elektronik yang dibagi menjadi dua

bagian yaitu pengujian seluruh sistem dan sub sistem. Pengujian keseluruhan sistem

dilakukan dengan menguji kestabilan pencacahan dengan menggunakan rumus chi square

test dan menggabungkan seluruh rangkaian menjadi satu rangkaian. Pengujian subsistem

dilakukan dengan menguji satu persatu rangkaian yang terdiri atas penyedia daya tegangan

rendah, penyedia daya tegangan tinggi dan pembentuk pulsa.

Sistem pencacah radiasi menggunakan pengaman berupa fuse agar dapat menghindari

terjadinya hubung singkat dan alat dapat berfungsi dengan aman. Pengujian dan

pengambilan data yang dilakukan menggunakan multimeter digital, multimeter analog dan

osiloskop.

4.1 Bentuk Fisik Sistem Elektronik

Gambar 4.1 Sistem Pencacah Radiasi Model SPR-01

Gambar 4.1 merupakan bentuk fisik tampak luar dari sistem pencacah radiasi. Pada

alat ini terdapat 6 buah tombol masukan, voltmeter High Voltage, led merah, led hijau dan

lcd 16 x 2.


47

Gambar 4.2 Elektronik Sistem Pencacah Radiasi

Keterangan nama bagian gambar 4.2. :

1. Saklar

2. Volt Meter Analog

3. Rangkaian Penyedia Daya Tegangan Tinggi

4. Detektor Geiger Muller

5. Pulsa Keluaran Pembentuk Pulsa

6. Fan AC 220 V

7. PCB Low Voltage 5 V dan 12 V

8. Rangkaian Pembentuk Pulsa

9. Tombol Up dan Down

10. Lampu Indikator Cacahan

11. LCD 16 x 2

12. Rangkaian Mikrokontroler 2 Sebagai Pewaktu dan Pencacah

13. Trafo 3 A

14. Fuse


48

Gambar 4.2. merupakan rangkaian elektronis keseluruhan dari sistem pencacah

radiasi, saklar digunakan untuk on off keseluruhan sistem elektronis. Mikrokontroler 1 pada

rangkaian penyedia daya tegangan tinggi berfungsi untuk mengatur nilai data digital, nilai

digital lalu diolah oleh DAC0800 dan op-amp LM741 dan menghasilkan tegangan yang naik

turunnya dapat dikendalikan oleh mikrokontroler. Tegangan keluaran kemudian dimasukkan

ke transistor TIP3055 untuk kemudian dimasukkan pada center tap trafo ferit. Pembentuk

pulsa berfungsi untuk mengubah pulsa listrik negatif dari detektor Geiger Muller menjadi

pulsa kotak agar dapat dibaca oleh mikrokontroler 2. Mikrokontroler 2 kemudian mengolah

data pulsa yang masuk dan ditampillkan pada LCD 16 x 2.

4.2 Pengoperasian Alat

Terdapat dua bagian control pada alat ini yang terletak pada panel depan dan belakang.

4.2.1 Kontrol pada panel depan terdiri dari :

1. Saklar daya AC 220 Volt yang dilengkapi dengan indikator lampu, berfungsi untuk

menghidupkan dan mematikan daya listrik AC 220 Volt.

2. Tombol Timer untuk memilih waktu pencacahan.

3. Tombol Start untuk memulai proses pencacahan.

4. Tombol Stop untuk menghentikan pencacahan bila belum selesai waktu cacahnya.

5. Tombol Reset untuk mereset cacahan.

6. Tampilan LCD 16 x 2.

7. Tombol Up untuk menaikkan tegangan tinggi.

8. Tombol Down untuk menurunkan tegangan tinggi.

9. Voltmeter untuk melihat tegangan yang dihasilkan oleh Penyedia daya tegangan

tinggi.

4.2.2 Kontrol pada panel belakang terdiri dari:

1. Terminal BNC untuk masukan dari detektor Geiger Muller

2. Terminal BNC untuk pulsa keluaran dari pembentuk pulsa.

3. Sekering AC 220 V(500mA)

4. Kabel Daya AC 220 V model jack-Contra jack kabel komputer.

5. Fan AC 220 Volt untuk ventilasi udara

4.2.3 Cara Pemakaian

1. Kabel detektor GM dipasang, kabel daya listrik AC 220 V dipasang, saklar on

ditekan, alat siap untuk operasi pencacahan.


49

2. Setting Timer untuk memilih waktu pencacahan.

3. Tombol Up ditekan untuk mengatur tegangan supply detektor Geiger Muller.

4. Tombol Down ditekan untuk menurunkan tegangan.

5. Tombol Start ditekan setelah pengaturan tegangan tinggi selesai.

6. Tombol Stop ditekan untuk menghentikan pencacahan bila belum selesai waktu

cacahnya.

7. Untuk mematikan alat, tekan tombol off lalu kabel detektor dan kabel daya AC 220

V dilepas.

4.3 Analisis Sistem Pencacah Radiasi

Dalam pengamatan analisis sistem pencacah radiasi dilakukan pada keseluruhan

sistem pencacah dimulai dari konsumsi daya total sistem pencacah, keluaran pulsa detektor

gm yang diolah pembentuk pulsa, hasil cacahan perwaktu yang ditampilkan pada lcd 16 x 2.

Berikut ini tabel daya konsumsi DC low voltage dari sistem pencacah radiasi

Tabel 4.1. Daya Konsumsi

Rangkaian TeganganSupply

Arus (A)

Daya(VxI)

Pembentuk pulsa 5 V 0.25 m 7.5 mW Counter Timer 5 V 50 m 0.25 W

Tegangan Tinggi 14 V 0.25 3.5 W Konsumsi Daya Total = 3.5 W

Geiger muller mulai mencacah ketika detektor Geiger Muller diberi tegangan sumber

800 v. Berikut ini gambar pulsa keluaran detektor Geiger Muller yang sudah diolah

pembentuk pulsa dan mulai tampak di osiloskop digital ketika tegangan supply detektor gm

800 v. Gambar pulsa keluaran dari pembentuk pulsa dapat dilihat pada gambar 4.3.

Gambar 4.3 Pulsa Keluaran Pembentuk Pulsa


50

Mengacu pada gambar 4.3, pulsa negatif dari detektor Geiger Muller sudah dibalik

dan dikuatkan agar dapat dibaca oleh mikrokontroler.

Pengamatan data hasil cacahan radiasi yang random dan pengujian keseluruhan sistem

untuk melihat kestabilan alat dilakukan dengan uji chi square test. Uji chi square test

dilakukan untuk mengetahui kestabilan sistem pencacah radiasi. Pengambilan data diambil

secara random sebanyak 20 kali tanpa menggunakan sumber radiasi dan dengan

menggunakan sumber radiasi Sr90 dengan jarak 10 cm. Tegangan yang digunakan untuk

mensupply detektor Geiger Muller 491-30 adalah tegangan dc 900 V[23].

Detektor Geiger Muller mulai mencacah pada tegangan supply dc 800 V. Berikut ini

tabel 4.2. pengujian chi square test dengan menggunakan sumber radiasi Sr90 dan tegangan

800 V sebagai supply detektor Geiger Muller.

Tabel 4.2. Hasil Pengujian Sistem Pencacah Radiasi Model SPR 01

N Cacah(𝑋𝑖) 𝑋𝑖 𝑋

1 240 3.8025

2 255 170.3025

3 240 3.8025

4 240 3.8025

5 247 25.5025

6 240 3.8025

7 249 49.7025

8 233 80.1025

9 240 3.8025

10 242 0.0025

11 237 24.5025

12 246 16.4025

13 257 226.5025

14 244 4.2025

15 227 223.5025

16 240 3.8025

17 249 49.7025

18 233 80.1025

19 240 3.8025

20 240 3.8025

N = 20 𝑋𝑖 4839 , 𝑋 241.95 𝑋𝑖 𝑋 980.95

Dengan menggunakan rumus Chi Square Test (X2) maka didapatkan :


51

𝑋 ∑ 𝑋𝑖 𝑋

𝑋

𝑋 980.95241.95

𝑋 4.05

Nilai Chi Square test dengan sumber radiasi dan tegangan supply 800 VDC adalah

4,05. Dengan menggunakan tegangan supply 800 VDC nilai chi square test berada pada

luar ring batas yang ditentukan oleh IAEA.

Tabel data hasil pengujian tanpa menggunakan sumber radiasi disajikan pada Tabel

4.3. Tabel data hasil pengujian dengan menggunakan sumber radiasi Sr90 dengan tegangan

supply detektor Geiger Muller 900 VDC disajikan pada Tabel 4.4.

Tabel 4.3. Hasil Pengujian Sistem Pencacah Radiasi Model SPR 01 Tanpa Sumber

Radiasi

Pengambilan Data(i) Cacah(𝑋𝑖) 𝑋𝑖 𝑋 1 3 0.81 2 6 4.41 3 4 0.01 4 3 0.81 5 1 8.41 6 3 0.81 7 3 0.81 8 3 0.81 9 5 1.21 10 2 3.61 11 5 1.21 12 2 3.61 13 6 4.41 14 6 4.41 15 4 0.01 16 3 0.81 17 5 1.21 18 7 9.61 19 1 8.41 20 6 4.41

𝑁 20 𝑋𝑖 78 , 𝑋 3.9 𝑋𝑖 𝑋 59.8



52


𝑋

𝑋 59.83.9

𝑋 15,3

Nilai Chi Square test tanpa sumber radiasi adalah 15.3.

Tabel 4.4. Pengujian Kestabilan Pencacahan Sistem Pencacah Radiasi Model SPR 01

Dengan Menggunakan Sr90

Pengambilan Data(i) Cacah(𝑋𝑖) 𝑋𝑖 𝑋 1 1874 219.04 2 1830 852.64 3 1824 1239.04 4 1848 125.44 5 1840 368.64 6 1843 262.44 7 1899 1584.04 8 1946 7534.24 9 1766 8686.24 10 1910 2580.64 11 1931 5155.24 12 1804 3047.04 13 1885 665.64 14 1868 77.44 15 1871 139.24 16 1811 2323.24 17 1881 475.24 18 1844 231.04 19 1924 4199.04 20 1785 5505.64

𝑁 20 𝑋𝑖 37184 , 𝑋 1859.2 𝑋𝑖 𝑋 45271.2



𝑋

𝑋 45271.237184

𝑋 24,34


53

Nilai Chi Square test dengan menggunakan sumber radiasi Sr90 adalah 24,34.

Mengacu pada gambar 4.4, nilai cacahan terbanyak berada pada rentang 1838 sampai

dengan 1873 dengan kemunculan sebanyak 7 kali. Data pada tabel 4.4. diolah oleh microsoft

excel untuk didapatkan grafik histogram dari hasil pengujian dengan menggunakan sumber

radiasi.

Berikut ini adalah gambar grafik histogram dari data yang disajikan pada tabel 4.4.

Gambar 4.4 Grafik Histogram Hasil Pengujian Sistem Pencacah Radiasi

Sistem Pencacah Nuklir Model : BEM – 1N 0701 digunakan sebagai referensi untuk

membandingkan hasil cacahan dengan menggunakan sumber radiasi Sr90 dengan jarak yang

sama yaitu 10 cm dan tegangan sebesar 900 VDC untuk supply detektor Geiger Muller.

Berikut ini tabel data hasil cacahan Sistem Pencacah Nuklir Model : BEM-1N 0701.

Tabel 4.5. Data Hasil Pencacahan Sistem Pencacah Nuklir Dengan Menggunakan Sr90

No Cacah(𝑋𝑖) 𝑋𝑖 𝑋 1 1721 46.9225 2 1716 140.422 3 1749 447.323 4 1680 2289.62 5 1752 583.223 6 1726 3.4225 7 1773 2038.52 8 1737 83.72257


54

No Cacah(𝑋𝑖) 𝑋𝑖 𝑋 9 1699 832.322 10 1718 97.0225 11 1743 229.523 12 1830 10434.6 13 1665 3950.12 14 1749 447.323 15 1663 4205.52 16 1718 97.0225 17 1717 117.722 18 1745 294.123 19 1749 447.323 20 1707 434.722

𝑁 20 𝑋𝑖 34557 , 𝑋 1727.85 𝑋𝑖 𝑋 27220.6


𝑋

𝑋 27220.61727.85

𝑋 15.75

Nilai chi square test alat Sistem Pencacah Nuklir adalah 15,75. Nilai rerata cacahan

pada alat Sistem Pencacah Nuklir adalah 1727,85 dan rerata pada Sistem Pencacah Radiasi

Model SPR 01 adalah 1859,2. Dengan menggunakan rumus galat maka didapatkan error

sebagai berikut.

galat = |

|* 100%

galat = . .

.∗ 100%

galat = 0.07601933 *100% galat = 7.6 %

Galat total cacahan antara Sistem Pencacah nuklir dan Sistem Pencacah Radiasi

SPR01 adalah 7.6% dan masih dapat ditoleransi karena sifat radiasi yang random ketika

pengambilan data dilakukan.

Tabel 4.5 Lanjutan Data Hasil Pencacahan Sistem Pencacah Nuklir Dengan

Menggunakan Sr90


55

Nilai chi square test yang baik harus masuk pada ring yang ditentukan oleh

International Atomic Energy Agency yaitu 7,663 𝑋 36,191. Nilai chi square test

tanpa sumber radiasi dan dengan menggunakan sumber radiasi sudah masuk pada batasan

yang di tetapkan oleh IAEA. Nilai chi square test tanpa menggunakan sumber radiasi adalah

15,3 dan dengan menggunakan sumber radiasi adalah 24,34. Hal ini berarti stabilitas

pencacahan sudah cukup baik dan sistem pencacah radiasi sudah dapat digunakan.

4.4 Penyedia Daya Tegangan Rendah DC

Rangkaian penyedia daya tegangan rendah dc memiliki 3 buah output tegangan yang

terdiri dari 5 volt, +12 volt dan – 12 volt. Penyedia daya tegangan rendah mempunyai

kemampuan arus beban 1.5 A. Penyedia daya tegangan rendah +5 Volt berfungsi sebagai

catu daya seluruh sistem elektronik Sistem Pencacah Radiasi. Penyedia daya tegangan +12

Volt dan – 12 Volt digunakan untuk mencatu daya Dac0800 dan LM741.

4.5 Analisis Penyedia Daya Tegangan Tinggi DC

Penyedia daya tegangan tinggi terdiri atas mikrokontroler ATMEGA8535, DAC0800,

osilator, trafo ferit dan rangkaian pelipat ganda.Penyedia daya tegagan tinggi berfungsi

sebagai catu daya detektor Geiger Muller.

4.5.1 Analisis Hardware Penyedia Daya Tegangan Tinggi

Pengujian penyedia daya tegangan tinggi dilakukan dengan memeriksa rangkaian

elektronis secara bertahap. PCB penyedia daya tegangan tinggi dapat dilihat pada gambar

4.5.

Gambar 4.5 Pcb Penyedia Daya Tegangan Tinggi


56

Pembentuk gelombang kotak pada perancangan bab 3 menggunakan LM741 diganti

dengan IC OP-AMP LF356. Nilai resistor pada bab 3 yaitu 5100 Ohm diganti dengan resistor

bernilai 4700 ohm. Gelombang osilator yang dihasilkan dari rangkaian pembentuk pulsa

kotak dengan menggunakan LF356 dapat dilihat pada gambar 4.6.

Gambar 4.6 Keluaran Rangkaian Pembentuk Gelombang Kotak

Mengacu pada gambar 4.6, gelombang osilator memiliki frekuensi 12 khz. Dengan

nilai frekuensi 12 khz sudah mampu membuat trafo mengeluarkan tegangan ketika data

digital dinaikkan. Akan tetapi ada ketidak cocokan antara trafo dengan frekuensi yang

digunakan sehingga pada saat tegangan keluaran trafo mendekati 300 VAC, tegangan

tersebut merupakan tegangan maksimum yang dapat dihasilkan oleh trafo. Nilai maksimum

tegangan berdasarkan perancangan seharusnya mendekati 500 VAC. Untuk mengatasinya

maka nilai resistor untuk yang menjadi dasar penentuan nilai frekuensi diganti dengan

menggunakan trimpot 10k. Percobaan dilakukan dan trafo dapat mengeluarkan tegangan

keluaran maksimal mendekati 500 VAC ketika frekuensi osilator bernilai 6.9khz.

Gelombang keluaran pada LF356 lalu dimasukkan ke IC LM339 agar memiliki 2 buah

gelombang osilator yang berbeda polaritas. Kedua gelombang tadi lalu dimasukkan ke

transistor untuk dikuatkan arusnya dan dimasukkan ke trafo. Keluaran dari LM339 terdapat

pada gambar 4.7.


57

Gambar 4.7 Gelombang Keluaran LM339

Mikrokontroler ATMEGA8535 digunakan mengendalikan naik turunnya tegangan

pada trafo. Data digital 0-255 pada mikrokontroler dimasukkan pada DAC0800. DAC0800

akan mengeluarkan arus dan diubah oleh LM 741 menjadi tegangan untuk dimasukkan pada

basis transistor. Tegangan dari emitter transistor lalu dimasukkan pada kaki ct trafo. Resolusi

DAC pada bab 3 adalah 0.019 V/kode digital. Berikut ini grafik hubungan data digital

dengan tegangan keluaran yang menjadi referensi untuk mengendalikan tegangan keluaran

pada trafo.

Gambar 4.8 Grafik Hubungan Nilai Data Digital dan Tegangan Keluaran

Mengacu pada gambar 4.8, data digital pada program mikrokontroler maksimum di

255. Kenaikan nilai data digital mempengaruhi kenaikan tegangan keluaran. Trafo yang

digunakan memiliki 22 lilitan primer dan 2200 lilitan sekunder. Berdasarkan perancangan

bab 3, maka didapatkan tegangan maksimum apabila tegangan pada ct mendekati 5 Volt

0

1

2

3

4

5

0 100 200

Tegangan Keluaaran (V)

Data Digital


58

maka tegangan keluaran trafo AC adalah mendekati 500 VAC. Berikut ini gambar trafo yang

sudah selesai digulung.

Gambar 4.9 Trafo Ferit

Tahap pertama adalah menggulung lilitan sekunder terlebih dahulu yang memiliki

2200 lilitan. Dalam menggulung harus sangat hati-hati karena diameter lilitan sekunder yang

sangat kecil yaitu 0.06 mm. Lilitan pada trafo harus rapat dan rapi agar tidak terjadi

penarikan arus yang besar. Berikut ini gambar tahap pertama dalam menggulung trafo.

Gambar 4.10 Proses Menggulung Trafo Sekunder

Setelah tahapan pertama selesai, lilitan lalu diisolasi agar tidak short dengan lilitan

primer yang akan digulung setelahnya. Lilitan primer digulung di atas lilitan sekunder.

Apabila lilitan primer sudah selesai digulung, lilitan diisolasi dan dilapisi kertas lalu ferit

dipasang dan diisolasi dan siap dipasang ke rangkaian penyedia daya tegangan tinggi.


59

Berikut ini adalah gambar rangkaian dari mikrokontroler untuk pengendali tegangan

referesi pada trafo penyedia daya tegangan tinggi.

Gambar 4.11 Rangkaian Pengendali Tegangan Referensi

Mengacu pada gambar 4.11, DAC0800 akan mengkonversi nilai data digital dari

mikrokontroler ATMEGA 8535 menjadi arus. Arus pada pin Iout kemudian dimasukkan ke

IC LM741 untuk dirubah menjadi tegangan analog 0-5 Volt. Tegangan keluaran kemudian

dimasukkan pada transistor untuk dikuatkan arusnya. Tegangan keluaran 0-5 V yang sudah

dikuatkan arusnya kemudian dimasukkan pada kaki ct trafo ferit. Gambar rangkaian

penyedia daya tegangan tinggi dapat dilihat pada gambar 4.12.

Gambar 4.12 Rangkaian Penyedia Daya Tegangan TInggi

Mengacu pada gambar 4.12, tegangan keluaran trafo dimasukkan pada rangkaian

pelipat ganda tegangan. Tegangan keluaran yang akan menjadi supply bagi detektor Geiger

Muller adalah tegangan keluaran trafo dikalikan 2 maka didapatkan tegangan maksimum

tegangan tinggi sekitar 950 VDC. Namun ketika dilakukan percobaan, trafo tidak dapat

mengeluarkan tegangan ketika dibebani rangkaian pelipat ganda tegangan. Hal ini mungkin


60

disebabkan karena driver ct tidak kuat untuk mendrive trafo ferit yang sudah dibuat. Berikut

ini gambar grafik hubungan tegangan keluaran trafo dengan nilai data digital.

Gambar 4.13 Hubungan Tegangan Keluaran Trafo dengan Nilai Data Digital

Mengacu pada gambar 4.13, grafik hubungan kenaikan tegangan keluaran trafo dengan

nilai data digital sudah cukup linier.

4.5.2 Analisis Software Penyedia Daya Tegangan Tinggi

Mikrokontroler diprogram dengan menggunakan CVAVR. Program untuk

mengendalikan nilai digital dengan menggunakan tombol masukan untuk menaikkan dan

menurunkan nilai digital. Pada baris pertama terdapat inisiasi variabel nilai k yang akan

digunakan untuk menyimpan nilai data digital. Gambar program dapat dilihat pada gambar

4.14.

Gambar 4.14 Listing Program Inisiasi Variabel

Mengacu pada gambar 4.14, unsigned char digunakan agar data digital maksimal di

255 dan minimal di 0. Pada baris berikutnya terdapat inisiasi port input yang akan digunakan

0

100

200

300

400

0 50 100 150 200 250

Tegangan Keluaran

Trafo(VAC)

Nilai Data Digital

Hubungan Tegangan Keluaran Trafo dengan Nilai Data Digital


61

untuk menaikkan dan menurunkan nilai data digital. Listing program dapat dilihat pada

gambar 4.15.

Gambar 4.15 Listing Program Inisiasi Port

Mengacu pada gambar 4.15, port A digunakan sebagai input dan port C digunakan

sebgai output. Program untuk menaikkan dan menurunkan nilai digital dapat dilihat pada

gambar 4.16.

Gambar 4.16 Program Menaikkan dan Menurunkan Nilai Data Digital

Mengacu pada gambar 4.16, baris ke 138 sampai dengan baris ke 147 adalah program

untuk menaikkan nilai data digital apabila tombol masukan pada pin A.0 mikrokontroler


62

ditekan. Baris ke-148 sampai dengan baris ke-159 adalah program untuk menurunkan nilai

data digital apabila pin A.1. ditekan. Apabila tombol pada pin A.0 ditekan maka lampu

indikator hijau pada pin C.0 menyala lalu mati sesuai dengan penekanan tombol dan apabila

tombol pada pin A.1 ditekan maka lampu indikator merah pada pin C.1 menyala lalu mati

sesuai dengan penekanan tombol masukan.

4.6 Analisis Rangkaian Pembentuk Pulsa

Pengujian rangkaian pembentuk pulsa dilakukan dengan menggunakan pulse

generator sebagai masukan pulsa negatif yang menyerupai sinyal keluaran dari Detektor

Geiger Muller. Berikut ini gambar rangkaian pembentuk pulsa yang sudah dicetak.

Gambar 4.17 PCB Pembentuk Pulsa

Sinyal dari pulse generator memiliki tegangan – 3 Volt. Pulsa dari pulse generator

dapat dilihat pada gambar 4.18.

Gambar 4.18 Sinyal Pulse Generator


63

Keluaran yang diharapkan adalah berupa gelombang kotak dengan lebar pulsa sesuai

dengan perancangan yaitu 100us dengan nilai Rt = 50 kohm. Nilai resistor diganti menjadi

10kohm agar didapatkan lebar pulsa lebih sempit lagi sehingga pembentuk pulsa memiliki

jangkauan frekuensi yang lebih besar. Berikut ini gambar sinyal masukan dan keluaran dari

rangkaian pembentuk pulsa yang diamati melalui osiloskop digital.

Gambar 4.19 Sinyal Input dan Output

Pulsa masukan berasal dari pulse generator dan menyerupai sinyal keluaran dari

detektor Geiger Muller yaitu berupa pulsa negatif. Mengacu pada gambar 4.19,tegangan

sinyal keluaran rangkaian pembentuk pulsa adalah 5 volt dan memiliki lebar pulsa sekitar

15µs melalui perhitungan pada osiloskop yaitu periode lebar pulsa = 0.2*3*25µs = 15 µs .

Hal ini sudah sesuai dengan perancangan yang sudah ditetapkan di bab 3. Dengan

menggunakan rumus :

T = 0.69RtCt

T = 0.69*10000*2200pF

T = 15.18 µs

Untuk memperoleh nilai galat pada hasil percobaan dapat dirumuskan sebagai berikut:

galat =


64

galat = . .

.

galat = 0.01185

galat = 1.1 %

Perbedaan nilai lebar pulsa terjadi dikarenakan toleransi dari nilai komponen yang

digunakan. Berikut ini grafik jangkauan frekuensi dari rangkaian pembentuk pulsa yang

sudah dibuat.

Gambar 4.20 Jangkauan Frekuensi

Mengacu pada gambar 4.20, pada saat frekuensi pulsa masukan dari pulse generator

melebihi 60khz, tegangan pulsa keluaran dari rangkaian pembentuk pulsa mulai menurun

dan mendekati 0 V ketika pulsa masukan memiliki frekuensi 100 khz. Dengan keluaran yang

sudah berupa pulsa kotak dengan tegangan 5 V maka dapat dipastikan mikrokontroler dapat

membaca pulsa kotak dan mengolah jumlah pulsa yang masuk pada mikrokontroler.

4.7 Analisis Program Aplikasi Counter/Timer

Mikrokontroler 2 berfungsi sebagai pencacah dan pewaktu pada sistem pencacah

radiasi. Pulsa keluaran dari detektor Geiger Muller yang sudah dibalik dan dikuatkan oleh

pembentuk pulsa dimasukkan di pin int 0 pada mikrokontroler. Data hasil cacahan terakhir

disimpan di eeprom.

4.7.1 Program Mikrokontroler 2 Sebagai Counter/Timer

Program diawali dengan inisiasi variabel-variabel yang akan digunakan dan dikerjakan

oleh mikrokontroler. Inisiasi variabel dapat dilihat pada gambar 4.21.

0

1

2

3

4

5

6

0 20000 40000 60000 80000 100000 120000

Vout Sinyal Keluaran

(V)

Frekuensi Pulsa Masukan (Hz)

Jangkauan Frekuensi Rangkaian Pembentuk Pulsa


65

Gambar 4.21 Inisiasi Variabel

Pulsa masukan dari detektor Geiger Muller yang dibalik polaritasnya dan dikuatkan

agar dapat dibaca oleh mikrokontroler dimasukkan pada pin int 0 mikrokontroler

ATMEGA8535. Program untuk mengaktifkan interupsi dan menghitung jumlah pulsa yang

masuk dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 4.22 Mengaktifkan Interupsi dan Pengaturan Timer

Pengaturan timer sesuai dengan perancangan pada bab 3, dibuat sedemikian rupa agar

waktu 1 detik di kenyataan sama dengan waktu denyut di mikrokontroler. Pewaktuan pada

program tersebut menggunakan Timer 0. Settingan waktu pada mikrokontroler dimulai dari

settingan waktu 1 detik, 2 detik, 5 detik, 10 detik, 20 detik, 30 detik, 50 detik, 1 menit, 2

menit, 5 menit, 10 menit dan 20 menit. Pengaturan waktu dapat dilihat pada gambar 4.22.

Data hasil cacahan akan disimpan dan ditampilkan pada lcd 16 x 2. Data akan disimpan

dengan menggunakan eeprom pada mikrokontroler ATMEGA8535. pengaktifan eeprom

dapat dilihat pada gambar 4.23.


66

Gambar 4.23 Mengaktifkan EEPROM

Tampilan pada sistem pencacah radiasi menggunakan lcd 16 x 2 untuk melihat data

hasil cacahan. Lcd 16 x 2 dapat diaktifkan dengan menggunakan library pada cvavr.

Konfigurasi pin lcd dengan mikrokontroler ATMEGA8535 dapat dilihat pada gambar 4.24.

Gambar 4.24 Program Konfigurasi LCD 16 x 2

Mengacu pada gambar 4.24, pada baris 189 - 198 merupakan konfigurasi lcd 16 x 2

yang dipasangkan ke mikrokontroler ATMEGA8535. Baris ke 200 adalah inisiasi jumlah

karakter pada lcd yaitu 16 karakter. Sebelum menampilkan tulisan pada lcd, lcd dibersihkan

dahulu dengan perintah yang terdapat pada baris ke 203. Baris ke 204 dan 206 adalah

koordinat tulisan yang akan ditampilkan. Baris ke 205 digunakan untuk menampilkan tulisan

pada lcd 16 x 2.

Terdapat 4 buah tombol masukan yang digunakan pada sistem pencacah radiasi.

Tombol timer, tombol start, tombol stop dan tombol reset. Pengaturan tombol timer dapat

dilihat pada gambar 4.25.


67

Gambar 4.25 Pengaturan Tombol Timer

Ada 13 settingan waktu yang digunakan pada sistem pencacah radiasi. Switch case

digunakan untuk memilih settingan waktu yang diinginkan berdasarkan jumlah penekanan

pada tombol timer. Berikut ini gambar settingan waktu pada switch case di cvavr.

Gambar 4.26 Program Setting waktu

Ketika kondisi tombol tekan terpenuhi sesuai dengan jumlah penekanan pada tombol

timer maka program akan mengeksekusi salah satu dari case yang sesuai dengan jumlah

tombol tekan. Tombol start digunakan setelah setting waktu sudah selesai dilakukan.

Pengaturan tombol start pada program dapat dilihat pada gambar 4.27.


68

Gambar 4.27 Pengaturan tombol start

Apabila tombol start sudah ditekan maka akan mengaktifkan mode = 1. Ketika kondisi

mode = 1 terpenuhi maka mikro akan mulai mencacah dan mengaktifkan lampu hijau pada

port a.0.

Gambar 4.28 Program ketika waktu habis

Mengacu pada gambar 4.28, apabila waktu sudah habis, maka mode = 0, lampu hijau

mati dan lampu merah menyala. Baris ke-353 sampai dengan baris ke-358 digunakan untuk

menampilkan data hasil cacahan pada lcd. Baris ke-359 adalah pengolahan data cacahan

menjadi cacah per sekon lalu di tampilkan juga ke lcd. Data yang sudah dicacah disimpan

ke eeprom dan akan ditampilksan setelah proses cacah selanjutnya.


69

Tombol stop digunakan untuk menghentikan proses pencacahan meskipun timer belum

berakhir. Berikut ini gambar pengaturan tombol stop pada cvavr.

Gambar 4.29 Pengaturan Tombol Stop

Mengacu pada gambar 4.29, apabila tombol stop ditekan maka mode = 0 dan lampu

merah pada porta.1 menyala dan lampu hijau mati. Ketika mode = 0 , proses pencacahan

diberhentikan. Tombol reset digunakan untuk membersihkan data hasil cacahan. Berikut ini

gambar program pengaturan tombol reset.

Gambar 4.30 Pengaturan Tombol Reset

Mengacu pada gambar 4.30, jika tombol ditekan maka mode = 0. Data hasil cacahan

yang ditampilkan pada lcd di nolkan dan variabel penyimpan data pulsa juga di nolkan.

Lampu hijau dan merah dimatikan.

4.7.2 Pengujian Linieritas Counter/Timer dengan Menggunakan AFG

Mikrokontroler 2 diuji dengan menggunakan AFG dengan pulsa masukan berupa

gelombang kotak yang memiliki tegangan 5 volt. Settingan waktu pada mikrokontroler

dimulai dari settingan waktu 1 detik, 2 detik, 5 detik, 10 detik, 20 detik, 30 detik, 50 detik,

1 menit, 2 menit, 5 menit, 10 menit dan 20 menit.


70

Pengujian dilakukan pada semua settingan waktu dengan menggunakan afg dari

frekuensi terendah yaitu 1 hz sampai dengan frekuensi maksimum dimana mikro tidak bisa

membaca data hasil cacahan. Pengujian dilakukan sebanyak tiga kali persettingan frekuensi

lalu diambil nilai rerata.

Analisis koefisien determinasi R2 digunakan untuk mengetahui seberapa besar

persentase sambungan variabel independen secara bersamaan terhadap variabel dependen.

Nilai R square dikatakan baik jika diatas 0.5 karena nilai R square berkisar antara 0 sampai

1.[24]

Data hasil cacahan diolah microsoft excel untuk mendapatkan persamaan garis dan

nilai R2. Data hasil cacahan maksimum yang dapat dibaca oleh mikrokontroler adalah

65.535. Pengolahan juga dapat dilakukan dengan menggunakan rumus pada persamaan 2.23.

Pertama-tama data cacahan dan nilai-nilai yang dibutuhkan untuk dimasukkan ke dalam

persamaan dibikinkan tabel terlebih dahulu. Pengolahan secara manual dilakukan pada

settingan waktu 10 detik.

Tabel 4.6 Pengolahan Data untuk Mendapatkan Nilai R Kuadrat

i 𝑥 𝑦 𝑥 𝑦 𝑥 𝑦 1 1 10.33 1 106.7 10.3

2 10 101 100 10201 1010

3 20 203.66 400 41480.11111 4073.333333

4 50 503.33 2500 253344.4444 25166.66667

5 100 1029 10000 1058841 102900

6 200 2003.66 40000 4014680.111 400733.3333

7 300 2927.333 90000 8569280.444 878200

8 500 5046.666667 250000 25468844.44 2523333.333

9 1000 10351.33333 1000000 107150101.8 10351333.33

10 2000 19735 4000000 389470225 39470000

11 3000 30513.33333 9000000 931063511.1 91540000

12 5000 51088.33333 25000000 2610017803 255441666.7

13 6000 60098.33333 36000000 3611809669 360590000

14 6200 61012.33333 38440000 3722504819 378276466.7

Sigma 24381 244623.6667 113833001 11411432907 1139604894

Nilai i adalah indeks atau nomor pengambilan data. Nilai x adalah frekuensi inputan

yang dimasukkan pada mikro yang berasal dari function generator signal. Nilai y adalah


71

hasil cacahan pada mikro dengan settingan waktu 10 detik. Dengan menggunakan

persamaan 2.23 maka didapatkan:

𝑅 𝑛 ∑ 𝑥 𝑦 ∑ 𝑥 ∑ 𝑦

𝑛 ∑ 𝑥 ∑ 𝑥 𝑛 ∑ 𝑦 ∑ 𝑦

𝑅 14 ∗ 1139604894 24381 ∗ 244623.66

14 ∗ 113833001 24381 14 ∗ 11411432907 244623.6667 2

𝑅 0.999818708

𝐾𝑃 𝑅

𝐾𝑃 0.999818708

𝑅 0.9996

Data hasil pengujian pada settingan waktu 10 detik terdapat pada gambar 4.34

Nilai R kuadrat yang didapatkan dengan menggunakan rumus pada persamaan 2.23

sama dengan nilai R kuadrat yang diolah secara otomatis dengan menggunakan microsoft

excel. Nilai R kuadrat yang mendekati 1 berarti linieritas pencacahan pada settingan waktu

10 detik sudah cukup baik.

Dari data hasil pengujian pencacahan untuk waktu 1 detik kemudian dibuat grafik yang

ditunjukkan pada gambar 4.31.

Berikut ini data hasil pengujian pencacahan pada settingan waktu 1 detik.

Gambar 4.31 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 1 Detik

Dari data dan grafik linieritas pencacahan didapatkan nilai R2 = 0.9998.

y = 0,9781x + 0,4509R² = 0,9998

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 20000 40000 60000

CACAH PER

DETIK

FREKUENSI(HZ)


72

Data dari hasil pengujian untuk waktu 2 detik disajikan dalan bentuk grafik pada

gambar 4.32.


Dari data dan grafik linieritas pencacahan didapatkan nilai R2 = 1.


gambar 4.33.



y = 1,9994x ‐ 5,4957R² = 1

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000

Cacah

Per 2 Detik

Frekuensi(Hz)

y = 4,7622x ‐ 1,5605R² = 0,9999

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

0 2000 4000 6000 8000 10000

Cacah

Per 5 Detik

Frekuensi(Hz)


73


gambar 4.34.




gambar 4.35.



y = 9,998x + 61,587R² = 0,9996

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 2000 4000 6000

Cacah

Per 10 Detik

Frekuensi(Hz)

y = 20,749x ‐ 49,015R² = 1

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000

Cacah

Per 20 Detik

Frekuensi(Hz)


74


gambar 4.36.




gambar 4.37.



y = 30,758x + 70,484R² = 1

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 500 1000 1500 2000

Cacah

Per 30 Detik

Frekuensi(Hz)

y = 40,454x ‐ 16,724R² = 1

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

0 200 400 600 800 1000

Cacah

Per 40 Detik

Frekuensi(Hz)


75

Data dari hasil pengujian untuk waktu 50 Detik disajikan dalan bentuk grafik pada

gambar 4.38.


Dari data dan grafik linieritas pencacahan didapatkan nilai R2 =0.9998.

Data dari hasil pengujian untuk waktu 1 Menit disajikan dalan bentuk grafik pada

gambar 4.39.

Gambar 4.39 Grafik Linieritas Pencacahan Untuk Waktu 1 Menit


y = 52,364x ‐ 44,28R² = 0,9998

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 200 400 600 800 1000 1200

Cacah

Per 50 Detik

Frekuensi(Hz)

y = 62,714x ‐ 47,074R² = 1

‐7050

2950

12950

22950

32950

42950

52950

62950

0 200 400 600 800 1000

Cacah

Per 1 M

enit

Frekuensi (Hz)


76


gambar 4.40.




gambar 4.41.



y = 125,42x ‐ 51,748R² = 1

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 100 200 300 400 500

Cacah

Per 2 M

enit

Frekuensi(Hz)

y = 300,71x + 7,1141R² = 1

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 50 100 150 200

Cacah

Per 5 M

enit

Frekuensi(Hz)


77


gambar 4.42.




gambar 4.43.



y = 600,64x + 23,097R² = 1

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 20 40 60 80 100

Cacah

Per 10 M

enit

Frekuensi(Hz)

y = 1201,9x + 6,4845R² = 1

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

0 10 20 30 40 50

Cacah

Per 20 M

enit

Frekuensi(Hz)


78

Dari data dan grafik keseluruhan pengambilan data pada semua settingan waktu

linieritas pencacahan didapatkan nilai R2 = 1 atau mendekati 1, hal ini menunjukkan

perangkat lunak pencacah telah berfungsi dengan baik dan dapat digunakan pada sistem

pencacah radiasi.


79

5 BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari pengujian dan analisis pada rangkaian elektronis

sistem pencacah radiasi adalah :

1. Hasil pengujian keseluruhan sistem dengan menggunakan Chi Square Test (X2)

didapatkan nilai 24,34 dan sudah masuk pada batasan nilai yang ditentukan oleh

International Atomic Energy Agency yaitu 7,663 ≤ 24,34 ≤36,191. Sistem pencacah

sudah memiliki kestabilan yang cukup baik dan sudah dapat digunakan

2. Penyedia daya tegangan tinggi sudah dapat dikendalikan dari 0 – 500 VAC dengan

menggunakan dua buah tombol masukan dan sebuah mikrokontroler untuk

mengubah nilai data digital menjadi tegangan analog. Trafo ferit belum mampu

dibebankan ke rangkaian pelipat ganda tegangan.

3. Rangkaian pembentuk pulsa mengeluarkan pulsa kotak dengan tinggi pulsa 5 V,

lebar pulsa 15 µs dan rangkaian pembentuk pulsa mempunyai jangkauan frekuensi

sampai 60 kHz.

4. Mikrokontroler sebagai pewaktu dan pencacah memiliki nilai R2 mendekati 1 yang

berarti linieritas pencacahan sudah cukup baik.

5.2 Saran

Penelitian ini masih memiliki beberapa kekurangan. Untuk pengembangan sistem

pencacah radiasi terdapat saran sebagai berikut :

1. Untuk rangkaian tegangan tinggi, tegangan referensi pada trafo ferit lebih baik

menggunakan power supply yang tegangannya dapat dikendalikan. Rangkaian

penyedia daya tegangan tinggi apabila pengendalinya menggunakan mikrokontroler,

lebih baik pcb mikro dan osilator serta trafonya dipisahkan agar osilator tidak

mempengaruhi mikrokontroler.

2. Untuk tampilan volt meter, apabila pengaturan HVnya secara digital lebih baik

menggunakan volt meter digital.


80

6 Daftar Pustaka

[1] W. Susetyo, 1988, Spektrometri gamma dan penerapannya dalam analisis

pengaktifan neutron. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press.

[2] Mursiti, 2005, “Pembuatan Sistem Pencacah Nuklir Berbasis Mikrokontroler

AT89C51,” Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir.

[3] Jumari, 2016, “Pembuatan Counter / Timer Untuk Sistem Spektrometer Gamma

Menggunakan Mikrokontroler AT89C52 TATA KERJA Deskripsi : Rangkaian

counter / timer spektrometer gamma sistem Dari blok diagram sistem spektrometer

gamma.”

[4] A. Bejo, 2007, C dan AVR", Rahasia kemudahan bahasa C dalam Mikrokontroler

ATmega8535. Graha Ilmu.

[5] BATAN, “Penemuan Radiasi.” [Online]. Available at:

https://www.batan.go.id/ensiklopedi/16/01/01/03/16-01-01-03.html.

[6] M. Si et al., 2001, “Buku Pintar Nuklir,” pp. 1–216.

[7] M. Ary Heryanto, 2008, Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler

ATMEGA8535. Penerbit Andi.

[8] Atmel, 2006, “ATMega 8535,” Datasheet, pp. 1–112.

[9] “CVAVR.” [Online]. Available at: https://www.immersa-lab.com/pengenalan-

codevision-avr.htm.

[10] S. Dac, 2013, “DAC0800 / DAC0802 8-Bit Digital-to-Analog Converters,” no.

February.

[11] I. S. Edi, 1968, “Electronic Devices and Circuits,” Electronic Devices and Circuits.

[12] “Transistor Sebagai Saklar.” [Online]. Available at: https://elektronika-

dasar.web.id/transistor-sebagai-saklar/.

[13] “Trafo.” [Online]. Available at: https://belajarelektronika.net/rumus-menghitung-

trafo-atau-transformator/.

[14] “LCD.” [Online]. Available at: https://teknikelektronika.com/pengertian-lcd-liquid-

crystal-display-prinsip-kerja-lcd/. [Accessed: 12-Feb-2020].

[15] “Rangkaian Pembagi Tegangan.” [Online]. Available at:

https://www.filesop.com/2019/06/pembagi-tegangan-voltage-divider.html.

[Accessed: 12-Mar-2020].

[16] “LED.” [Online]. Available at: https://elektronika-dasar.web.id/led-light-emitting-


81

dioda/.

[17] “Electronic_Devices_and_Circuit_Theory_10th.pdf.” .

[18] “Monostable Multivibrator.” [Online]. Available at: https://www.electronics-

tutorials.ws/waveforms/monostable.html.

[19] Martanto, “Modul Pembelajaran Pengolahan Sinyal Analog Square Wave

Generator.” Universitas Sanata Dharma.

[20] “Rangkaian Komparator.” [Online]. Available at:

https://www.tneutron.net/elektro/rangkaian-komparator/.

[21] International Atomic Energy Agency, 1984, “Quality Control of Nuclear Medicine

Instruments.”

[22] “Korelasi Pearson.” [Online]. Available at:

https://smartstat.wordpress.com/2010/11/21/korelasi-pearson/.

[23] “491-30 Geiger Muller Probe.” [Online]. Available at:

http://www.elimpex.com/products/survey_meters/491-30/491-30.html.

[24] Sugiyono, 2015, Metode Penelitian Manajemen, 4th ed. Bandung: Alfabeta.


L‐1

LAMPIRAN


L‐2

LAMPIRAN 1

ELEKTRONIK SISTEM PENCACAH


L‐3

Gambar Rangkaian Pembentuk Pulsa

Gambar Rangkaian Counter/Timer Sistem Pencacah Radiasi


L‐4

Gambar Rangkaian Penyedia Daya Tegangan Tinggi

Gambar Rangkaian Penyedia daya Tegangan Rendah


L‐5

LAMPIRAN 2

LISTING PROGRAM


L‐6

/*****************************************************

This program was produced by the

CodeWizardAVR V2.05.0 Professional

Automatic Program Generator

© Copyright 1998-2010 Pavel Haiduc, HP InfoTech s.r.l.

http://www.hpinfotech.com

Project :

Version :

Date : 24/09/2020

Author : NeVaDa

Company :

Comments:

Chip type : ATmega8535

Program type : Application

AVR Core Clock frequency: 11,592000 MHz

Memory model : Small

External RAM size : 0

Data Stack size : 128

*****************************************************/

/*****************************************************







L‐7

Project : Counter/Timer Sistem Pencacah Radiasi

Version : SPR01

Date : 19/06/2020

Author : Reza

Company : Sipayung

Comments:

Skripsi Biar LULUS







*****************************************************/

#define _OPEN_SYS_ITOA_EXT

#include <mega8535.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <delay.h>

unsigned char cacah = 0;

int aturwaktu,aa,pembagiwaktu;

int tekan =1;

int waktu, mode;

unsigned int pulsa,cps;

unsigned int eeprom *pointer_eeprom;

char lcd_buffer[33];

unsigned int data;

// Alphanumeric LCD Module functions


L‐8

#include <alcd.h>

// External Interrupt 0 service routine

interrupt [EXT_INT0] void ext_int0_isr(void)

if (mode==1)

pulsa=pulsa+1;

;

// Timer 0 overflow interrupt service routine

interrupt [TIM0_OVF] void timer0_ovf_isr(void)

TCNT0 = 0x8C;

cacah++;

if (cacah ==100)

cacah = 0;

if (mode==1)

waktu=waktu+1;

;

// Declare your global variables here

void tulis_data_ke_eeprom()

*pointer_eeprom = data ;


L‐9

void baca_data_ke_eeprom()

data=*pointer_eeprom;

void main(void)

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=Out Func0=Out

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=0 State0=0

PORTA=0x00;

DDRA=0x03;

// Port B initialization

// Func7=In Func6=In Func5=In Func4=In Func3=In Func2=In Func1=In Func0=In

// State7=T State6=T State5=T State4=T State3=T State2=T State1=T State0=T

PORTB=0x00;


L‐10

DDRB=0x00;

// Port C initialization



PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization



PORTD=0x00;

DDRD=0x00;

// Timer/Counter 0 initialization

// Clock source: System Clock

// Clock value: Timer 0 Stopped

// Mode: Normal top=0xFF

// OC0 output: Disconnected

TCCR0=0x05;

TCNT0=0x8F;

OCR0=0x00;



// Clock value: Timer1 Stopped

// Mode: Normal top=0xFFFF

// OC1A output: Discon.

// OC1B output: Discon.

// Noise Canceler: Off


L‐11

// Input Capture on Falling Edge

// Timer1 Overflow Interrupt: Off

// Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off

// Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=0x00;

TCCR1B=0x00;

TCNT1H=0x00;

TCNT1L=0x00;

ICR1H=0x00;

ICR1L=0x00;

OCR1AH=0x00;

OCR1AL=0x00;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00;






ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: On

// INT0 Mode: Rising Edge

// INT1: Off


L‐12

// INT2: Off

GICR|=0x40;

MCUCR=0x03;

MCUCSR=0x00;

GIFR=0x40;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=0x01;

// USART initialization

// USART disabled

UCSRB=0x00;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

// ADC initialization

// ADC disabled

ADCSRA=0x00;

// SPI initialization

// SPI disabled

SPCR=0x00;

// TWI initialization

// TWI disabled

TWCR=0x00;


L‐13

// Alphanumeric LCD initialization

// Connections specified in the

// Project|Configure|C Compiler|Libraries|Alphanumeric LCD menu:

// RS - PORTA Bit 6

// RD - PORTA Bit 5

// EN - PORTA Bit 7

// D4 - PORTC Bit 4

// D5 - PORTC Bit 5

// D6 - PORTC Bit 6

// D7 - PORTC Bit 7

// Characters/line: 16

lcd_init(16);

// Global enable interrupts

#asm("sei")

lcd_clear();

lcd_gotoxy(1,0);

lcd_puts( "Sistem Pencacah ");

lcd_gotoxy(5,1);

lcd_puts("Radiasi");

delay_ms(1000);

//lcd_clear();

//lcd_gotoxy(1,0);

//lcd_puts( "Berbasis Mikro ");

//lcd_gotoxy(3,1);

//lcd_puts("ATMEGA8535");

while (1)


L‐14

// setting waktu

if (PINB.4 == 0)

tekan = tekan +1;

if (tekan > 14)

tekan = 2;

if (tekan == 1)

tekan =aa;

lcd_clear();

aa=tekan;

delay_ms(500);

switch (tekan)

case 2:

aturwaktu = 1;

pembagiwaktu = 1;

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts( "Waktu = 1 Detik");

break;

case 3:

aturwaktu = 2;

pembagiwaktu = 2;

lcd_gotoxy(0,0);


break;


L‐15

case 4:

aturwaktu = 5 ;

pembagiwaktu = 5;

lcd_gotoxy(0,0);


break;

case 5:

aturwaktu = 10 ;

pembagiwaktu = 10;

lcd_gotoxy(0,0);


break;

case 6:

aturwaktu = 20 ;

pembagiwaktu = 20;

lcd_gotoxy(0,0);


break;

case 7:

aturwaktu = 30 ;

pembagiwaktu = 30;

lcd_gotoxy(0,0);


break;

case 8:

aturwaktu = 40 ;


L‐16

pembagiwaktu = 40;

lcd_gotoxy(0,0);


break;

case 9:

aturwaktu = 50 ;

pembagiwaktu = 50;

lcd_gotoxy(0,0);


break;

case 10:

aturwaktu = 58 ;

pembagiwaktu = 60;

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts( "Waktu = 1 Menit");

break;

case 11:

aturwaktu = 118 ;

pembagiwaktu = 120;

lcd_gotoxy(0,0);


break;

case 12:

aturwaktu = 280 ;

pembagiwaktu = 300;

lcd_gotoxy(0,0);


L‐17


break;

case 13:

aturwaktu = 560 ;

pembagiwaktu = 600;

lcd_gotoxy(0,0);


break;

case 14:

aturwaktu = 1118 ;

pembagiwaktu = 1200;

lcd_gotoxy(0,0);


break;

;

// start

if (PINB.5 == 0)

if (tekan > 1)

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts( "Cacah =");

mode =1 ;


L‐18

if (mode ==1)

tekan=0;

PORTA.0 = 1;

PORTA.1 = 0;

ltoa(pulsa,lcd_buffer);

lcd_gotoxy(7,0);

lcd_puts(lcd_buffer);

// kalau waktu habis berhenti

if (aturwaktu==waktu)

mode = 0;

waktu =0;

PORTA.0 = 0;

PORTA.1 = 1;

lcd_clear();

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts( "P=");


lcd_gotoxy(2,0);


cps = pulsa/pembagiwaktu;

ltoa(cps,lcd_buffer);

lcd_gotoxy(8,0);

lcd_puts( "CPS=");

lcd_gotoxy(12,0);


lcd_gotoxy(0,1);

lcd_puts( "cpslm = ");


L‐19

baca_data_ke_eeprom();

ltoa(data,lcd_buffer);

lcd_gotoxy(8,1);


data = cps;

tulis_data_ke_eeprom();

// stop

if (PINB.6 == 0)

mode =0 ;

PORTA.0 = 0;

PORTA.1 = 1;

// reset

if (PINB.7 == 0)

if (mode == 0)

lcd_clear();

pulsa = 0;

lcd_gotoxy(0,0);

lcd_puts( "Cacah =");


lcd_gotoxy(7,0);


pulsa=0;

PORTA.0 = 0;


L‐20

PORTA.1 = 0;

delay_ms(1000);

tekan = aa;


L‐21

/*****************************************************






Project : Kontrol DAC Penyedia Daya Tegangan Tinggi

Version :

Date : 01/08/2020

Author : NeVaDa

Company :

Comments:







*****************************************************/

#include <mega8535.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <delay.h>

unsigned char K = 0;

// Declare your global variables here


L‐22

void main(void)

//PORTD = K ;

// Declare your local variables here

// Input/Output Ports initialization

// Port A initialization



PORTA=0x00;

DDRA=0x00;

// Port B initialization



PORTB=0x00;

DDRB=0x00;

// Port C initialization



PORTC=0x00;

DDRC=0x00;

// Port D initialization

// Func7=Out Func6=Out Func5=Out Func4=Out Func3=Out Func2=Out Func1=Out Func0=Out

// State7=0 State6=0 State5=0 State4=0 State3=0 State2=0 State1=0 State0=0

PORTD=0x00;


L‐23

DDRD=0xFF;



// Clock value: Timer 0 Stopped



TCCR0=0x00;

TCNT0=0x00;

OCR0=0x00;




// Mode: Normal top=0xFFFF

// OC1A output: Discon.

// OC1B output: Discon.

// Noise Canceler: Off

// Input Capture on Falling Edge

// Timer1 Overflow Interrupt: Off

// Input Capture Interrupt: Off

// Compare A Match Interrupt: Off

// Compare B Match Interrupt: Off

TCCR1A=0x00;

TCCR1B=0x00;

TCNT1H=0x00;

TCNT1L=0x00;

ICR1H=0x00;

ICR1L=0x00;

OCR1AH=0x00;


L‐24

OCR1AL=0x00;

OCR1BH=0x00;

OCR1BL=0x00;






ASSR=0x00;

TCCR2=0x00;

TCNT2=0x00;

OCR2=0x00;

// External Interrupt(s) initialization

// INT0: Off

// INT1: Off

// INT2: Off

MCUCR=0x00;

MCUCSR=0x00;

// Timer(s)/Counter(s) Interrupt(s) initialization

TIMSK=0x00;

// USART initialization

// USART disabled

UCSRB=0x00;

// Analog Comparator initialization

// Analog Comparator: Off


L‐25

// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off

ACSR=0x80;

SFIOR=0x00;

// ADC initialization

// ADC disabled

ADCSRA=0x00;

// SPI initialization

// SPI disabled

SPCR=0x00;

// TWI initialization

// TWI disabled

TWCR=0x00;

while (1)

if (PINA.0 == 0)

if (K < 250)

K= K +10;

delay_ms(100);

if (PINA.1 == 0)

if(K >0 )

K=K-10;

delay_ms(100);


L‐26

PORTD = K;

delay_ms(100);


1 tugas akhir sistem pencacah radiasi model spr 01

Documents