Balai instrumentasi PPTN Bandung telah membuat sistem pemantau arah angin berbasis komputer. Dalam sistem pemantau ini, sebuah baling-baling berbentuk kerucut diletakkan di atas bangunan reaktor PPTN Bandung. Baling-baling ini digunakan untuk mengetahui arah angin. Bila arah angin tidak sejajar dengan sudut kerucut dari baling-baling, maka baling-baling itu akan bergerak sejajar dengan arah angin. Bila arah angin sejajar dengan sudut kerucut, maka pergerakan dari baling-baling tersebut akan berhenti. Dengan demikian maka arah angin dapat diketahui.

Supaya data dari arah angin dapat diketahui setiap saat, maka sistem pemantau arah angin ini dilengkapi dengan sensor arah angin, interface 8255, komputer IBM-PC dan perangkat lunak dalam bahasa BASIC. Semua data dari baling-baling tersebut diproses dalam komputer dan hasilnya ditampilkan dalam layar komputer. Dengan demikian maka arah angin dapat diketahui setiap saat.

Desain Sistem Pemantau Arah Angin

Rangkaian sensor

Optocopler mempunyai bagian pengirim cahaya ( Transmitter ) dan bagian penerima cahaya ( Receiver ). Antara bagian pengirim cahaya dan bagian penerima cahaya diberi piringan untuk mengkodekan data. Piringan pengkode data ini ditempelkan pada baling-baling kerucut. Apabila baling-baling ini mendapat angin dan berputar , maka piringan pengkode data juga ikut berputar. Sedangkan optocopler berada dalam kedudukan yang tetap. Prinsip dari sensor ini akan memberi output low ( 0 ) jika antara transmitter dan receiver terhalang piringan pengkode data. Sebaliknya bila antara transmitter dan receiver tidak terhalang piringan pengkode data maka output yang dihasilkan adalah high ( 1 ). Dengan demikian maka arah angin dapat diketahui. Jika dalam piringan pengkode data ini digunakan pengkode data tiga bit, maka dapat dibuat delapan kombinasi kode data untuk menentukan delapan penjuru arah angin. Output dari optocopler ini kemudian masuk ke IC74LS04. IC74LS04 digunakan sebagai inverter atau pembalik tegangan.

Jika Output dari sensor adalah high ( 1 ), maka akan diubah menjadi low ( 0 ) dan demikian juga sebaliknya. IC74LS04 juga digunakan sebagai buffer yaitu untuk memperkuat arus listrik sehingga pada logic 1, tegangan output Vcc = 5 Volt dan tidak terjadi drop tegangan selanjutnya. Untuk mengetahui apakah tegangan berada dalam posisi high atau low, maka digunakan lampu LED. Lampu LED ( light emitting diode ) merupakan lampu yang dapat mengeluarkan cahaya dengan warna tertentu jika diberi arus listrik. Output dari IC74LS04 masuk ke interface tidak melalui ADC karena data yang dihasilkan sensor sudah berupa data digital.

Interface

PPI 8255 dilengkapi dengan data bus buffer dan kontrol read-write logic yang menghubungkan antara komputer dengan sistem dari luar. Melalui jalur ini, data dapat dibaca dan ditulis dengan menggunakan jalur RD ( read ) dan WR ( write ).

PPI 8255 juga dilengkapi dengan control word yang berfungsi untuk menyimpan kombinasi bit yang mengkodekan mode kerja. Input CS pada PPI 8255 digunakan untuk pembacaan atau penulisan data dan dihubungkan dengan rangkaian dekoder alamat untuk memilih perangkat yang dikehendaki.

PPI 8255 diprogram untuk bekerja dalam salah satu dari tiga mode operasi yaitu mode 0, mode 1 dan mode 2. Dalam perancangan ini, mode kerja yang digunakan adalah mode 0, dimana setiap port dapat diset sebagai input atau output.

PPI 8255 ini dihubungkan ke komputer melalui salah satu slot dari 8 buah slot yang telah tersedia.

PPI 8255 dapat bersifat input atau output pada bagian portnya melalui perantaraan software. Melalui port ini data-data dari sensor dihubungkan. Oleh karena itu komponen ini perlu diinisialisasi terlebih dahulu. Secara umum, kerja dari interface yaitu mengolah data dari luar sehingga data-data tersebut dapat diproses oleh komputer dengan bantuan software.

Perangkat Lunak

Hasil dan Pembahasan

Optocopler mempunyai bagian pengirim cahaya ( Transmitter ) dan bagian penerima cahaya ( Receiver ). Prinsip dari sensor ini akan memberi output low ( 0 ) jika antara Transmitter dan Receiver terhalang piringan pengkode data karena cahaya yang dipancarkan oleh Transmitter dipantulkan oleh piringan sehingga Vcc mengalir ke ground. Sebaliknya jika antara Transmitter dan Receiver tidak terhalang piringan, maka output yang dihasilkan adalah high ( 1 ).

Untuk mengetahui arah angin, maka antara Transmitter dan Receiver diberi piringan untuk mengkodekan data. Dalam rancangan pengkode data ini digunakan pengkode tiga bit sehingga dapat dibuat delapan kombinasi kode data bilangan biner untuk menentukan delapan penjuru arah angin. Pengkodean arah mata angin dapat dilihat pada tabel sebagai berikut:
 
 

Arah angin	C	B	A
Utara  Timur laut  Timur  Tenggara  Selatan  Barat daya  Barat  Barat laut	0  0  0  0  1  1  1  1	0  0  1  1  0  0  1  1	0  1  0  1  0  1  0  1

 
Output dari optocopler ini kemudian masuk ke IC74LS04. Data dari IC74LS04 dimasukkan ke komputer melalui PPI. Dengan bantuan program BASIC, maka data tersebut dapat diolah oleh komputer dan hasilnya dapat ditampilkan pada layar monitor.

Dalam menggunakan rangkaian sensor optocopler, maka yang perlu dipersiapkan dengan teliti dalam sistem ini adalah piringan untuk mengkodekan data. Akurat atau tidaknya pembacaan data arah angin sangat ditentukan oleh piringan pengkode data tersebut.

Jika perubahan arah angin ingin diketahui secara detail, maka dapat digunakan piringan pengkode data dengan bit yang lebih banyak. Untuk pengkode data empat bit, maka dapat dibuat enam belas kombinasi kode data untuk menentukan enam belas arah angin. Dengan semakin banyaknya kombinasi kode data, maka perubahan arah angin dapat diketahui secara lebih terperinci. Tetapi sistem pemantau arah angin ini juga mempunyai keterbatasan. Jika kombinasi kode datanya sangat banyak, maka pembuatan piringan pengkode datanya sangat sulit dan tidak akurat.

Daftar Pustaka

1. Peter D. Lawrence, Real time Microcomputer system Design: An Introduction, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, 1988.
2. Roger L. Tokheim, Digital Electronics, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York,  1988.
3. Hall,D.V., Microprocessor and interfacing - Programming and hardware,  McGraw-Hill Book Co., New York, 1988.
4. P. Insap Santosa, Quick Basic, Andi Offset, Yogyakarta, 1990.

Artikel lain: Komputer dan Kecelakaan Penerbangan