## Perangkat Lunak Sistem Akuisisi Data Menggunakan Delphi
1 Nanda Nagara dan 2 Putranto Ilham  Yazid
1,2 Pusat Teknologi Nuklir Bahan dan Radiometri, Bandung, Indonesia Jl. Tamansari no. 71, Bandung 40132
Telp. +6222 2503997 Fax. +6222 2504081
1 nanda.nagara@batan-bdg.go.id, 2 ilham@batan.go.id
Received: November 2011, Accepted: June 2012

## Abstrak
Telah dibuat perangkat lunak untuk mendukung sistem akuisisi data ( Data Acquisition System , DAS) pengukur  kanal  temperatur  dengan  menggunakan  antarmuka  kartu  multifungsi  12  Bit.  Perangkat lunak  tersebut  dipasangkan  pada  komputer  personal  dengan  operasi  yang  dijalankan  melalui program Delphi .  Program  diatur  melalui  pemilihan  menu  yang  bervariasi  seperti  “ DAC  Type  and Parameters ”,  “ Amp-Mux  Type  and  Parameters ”  dan  “ Graph  Mode ”.  Dari  hasil  uji  coba  dapat ditunjukan  bahwa  aplikasi  yang  dikembangkan  dapat  digunakan  sebagai  Sistem  Akuisisi  Data pengukur kanal temperatur di fasilitas Termohidrolik Reaktor.
Kata Kunci : sistem akuisisi data; kartu antarmuka; Delphi

## 1 Pendahuluan
Sistem  akuisisi  data  dapat  didefinisikan  sebagai  suatu  sistem   yang  berfungsi  untuk mengambil,  mengumpulkan  dan  menyiapkan  data  hingga  memprosesnya  untuk menghasilkan  data  yang  dikehendaki.  Jenis  serta  metode  yang  dipilih  pada  umumnya bertujuan  untuk  menyederhanakan  setiap  langkah  yang  dilaksanakan  pada  keseluruhan proses.
Sistem akuisisi data terdiri dari sejumlah elemen atau komponen yang saling berhubungan satu dengan yang lain dibentuk sedemikian  rupa sehingga sistem tersebut  dapat berfungsi untuk mengambil, mengumpulkan dan menyimpan data secara cepat, realtime  dan akurat sehingga  kemudian  data  siap  untuk  diproses  lebih  lanjut.  Elemen-elemen  tersebut  adalah obyek pengukuran,  Transduser, Amplifier, Multiplexer,  Data Acquisition Card, komputer da n perangkat  lunak  akuisisi  data  [1].  Pada  Gambar  1  ditunjukkan  suatu  diagram  blok  sistem akuisisi data.
Transducer Transmissions and Data Storage Data
Processing Display Transducer Signal Conditioning Data Data Data Mux Gambar 1 Diagram  blok sistem  akuisisi data
Sistem akuisisi data berkembang pesat sejalan dengan kemajuan dibidang teknologi digital dan  komputer.  Proses  akuisisi  data  membutuhkan  proses  konversi  besaran  fisis  data source  ke  bentuk  sinyal  digital  dan  diolah  oleh  komputer.  Pengolahan  dan  pengontrolan proses  oleh  komputer  memungkinkan  penerapan  akuisisi  data  dengan  perangkat  lunak. Perangkat  lunak  memberikan  harapan  proses  akuisisi  data  bisa  divariasi  dengan  mudah sesuai  kebutuhan.  Pada  Gambar  2  ditunjukkan  suatu  proses  akuisisi  data  menggunakan komputer.
Transduser
Analog to Digital Converter Memory Computer Mass Storage Display
Gambar 2 Penggunaan komputer untuk kebutuhan akuisisi data
Keuntungan  sistem  peralatan  yang  berbasiskan  komputer  adalah  fleksibilitas  tujuan penggunaan  peralatan  yang  dapat  diubah-ubah  melalui  perangkat  lunaknya  disesuaikan dengan kebutuhan yang direncanakan. Misalnya aplikasi yang dikembangkan penulis dapat digunakan untuk melakukan proses  pembacaan  nilai temperatur sampai dengan 48 kan al secara  kontinyu  selama  waktu  yang  diinginkan  dan  dengan  penambahan  mode  grafik sebagai hasil pengamatannya.
Aplikasi  sistem  akuisisi  data  ini  merupakan  pengembangan  dari  sistem  sebelumnya  yang pernah  dibuat  berbasis  Under  Dos  menggunakan  bahasa  pem rograman  Turbo  Pascal. Setelah  dilakukan  modifikasi  dengan  tujuan  membentuk  sistem  yang  berfungsi  untuk mengambil,  mengumpulkan  dan  menyiapkan  data,  hingga  memprosesnya  untuk menghasilkan  data  yang  dikehendaki,  diharapkan  hasil  dari  pemrograman  tersebut nantinya digunakan oleh pemakai untuk mengoperasikan komputer akuisisi data.
Sehubungan dengan hal tersebut, telah dibuat aplikasi berbasis Delphi untuk kartu akuisisi data  yang  berfungsi  sebagai  perubah  besaran  analog  kedalam  bentuk  digital  (A/D conversion)  menggunakan  kartu  utama  yang  memanfaatkan  slot  PCI  ( Peripheral Component  Interconnect )  dan  kartu  pendukung  ( daughter  board )  yang  berfungsi  sebagai Amplifier dan Multiplexer yang terhubung melalui konektor DB 37.

## 2 Metode Penelitian
Dalam  perancangan  sistem  akuisisi  data  dapat  dibagi  dalam  4  tahap.  Pertama  adalah tahap perancangan sistem dan desain konfigurasi sistem akuisisi data berbasis komputer. Kedua,  pemrograman perang kat  lunak data  akuisisi  dengan  program Delphi untuk menyusun tampilan data yang berbentuk kanal-kanal pengukuran beserta tampilan grafik. Ketiga, setup peralatan  dan  pemasangan  data  akuisisi  dengan perang kat  lunak tampilan sehingga berfungsi sebagai data akuisisi. Keempat, pengujian  dan kalibrasi sistem akuisisi data  yang  berbasis  komputer.  Pen gujian  dan  kalibrasi  dilakukan  melalui  peralatan  ukur
standar  menggunakan  termometer  air  raksa  dan  pengukuran  menggunakan  keseluruhan sistem.  Pengukuran  dilakukan  pada  beberapa  titik  yang  berbeda.  Setelah  dilakukan pengulangan  sebanyak  beberapa  kali  hasilnya  kemudian  diplotkan  pada  grafik  untuk mengetahui hubungan antara termometer dan termokopel.
Untuk  memilih  perangkat  keras  harus  disesuaikan  dengan  tipe  komputer  yang  digunakan. Saat  ini,  divais  yang  cocok  untuk  komputer  yang  digunakan  ( core  duo )  adalah socket PCI Bus .  Untuk  itu  digunakan  kartu  akuisisi  data  dengan  standar PCI  Bus .  PCI-1718HDU/HGU adalah kartu utama yang digunakan. Kartu ini memiliki fitur -fitur antara lain : ADC  ( Analog to Digital  Conversion ),  DAC  ( Digital  to  Analog  Conversion ), Digital  Input , Digital  Output dan Counter atau Timer [2][3].
PCLD  789  atau  PCLD  789D  adalah  kartu  pendukung  yang  digunakan.  Kartu  ini  berfungsi sebagai  kartu  yang  menerima  sinyal  dari  objek  pengukuran  dan  mengatur  pengendalian pembacaan masukan. Kartu ini memiliki fitur Amplifier dan Multiplexer [4,5].

## 3 Hasil dan Pembahasan
Perancangan  sistem  dan  desain  konfigurasi  sistem  akuisisi  data  berbasis  komputer ditunjukkan pada Gambar 3 [6].
compatible computer 789D 789 789D 16 A/D Input 16 A/D Input 16 A/D Input signal interface PCI 1718 Gambar 3 Diagram  blok sistem  akuisisi data 48 kanal
Pada  Gambar  3  dijelaskan  kartu  pendukung  (PC LD-789  /  789D)  dikonfigurasi  secara cascade agar  jumlah  kanal  masukan  dapat  diperoleh  sampai  dengan  48  kanal.  Dalam pemasangannya,  dibuatkan  kotak  khusus  dari  aluminium  tipis  serta  dibuatkan  dudukan untuk  masing-masing  kartu  pendukung.  Pada  disisi  depan  kotak  dipasang  jumper  8  pin sebanyak  6  buah  sebagai  media  penghubung  antara Data  Acquisition  Card dengan termokopel.
Proses  pemrograman perang kat  lunak akuisisi  data  dapat  digambarkan  menjadi  bentuk flowchart seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
Start Device ready Display and Data Recording Corrections and Store Data Process Finish Yes No Setting DAS Start DAC Gambar 4 Diagram  alir program akuisisi data
Perang kat  lunak akuisisi  data  terdiri  dari  tampilan monitoring yang  menampilkan  nomor kanal,  nilai  pengukuran  parameter  di  lapangan  dan  mode  grafik  serta  memiliki  mode kendali  yang  mudah  dan familiar untuk  dioperasikan.  Menu perang kat  lunak akuisisi  data ini dibagi menjadi 2 kelompok, yaitu kelompok kendali ( Control ) dan kelompok monitoring .
Gambar 5 Tampilan setup sistem akuisisi data
Pada  Gambar  5  dijelaskan  kelompok  kendali  ( Control )  terdiri  atas  perintah-perintah: Type untuk  memilih  jenis  kartu  DAC  yang  akan  digunakan; Load  Configuration untuk menampilkan  konfigurasi  yang  telah  di setting sebelumnya; Default  Configuration untuk mengembalikan setting konfigurasi  ke  kondisi  awal; Confirm untuk menuju  ke  tampilan monitoring (Gambar 6 dan  Gambar 7); I/O  Port Base  Address untuk memilih alamat dasar inisialisasi  yang  telah  diketahui  sebelumnya; Analog  Input  Range untuk  memilih range tegangan input DAC; Number of Amp-Mux Board untuk menentukan jumlah daughter board yang akan digunakan (maks 9); Amplifier’s Gain untuk memilih  besaran  Gain berdasarkan jenis termokopel yang digunakan; CJC Analog Output Channel untuk memilih kanal keluaran sesuai JP1 ( CJC  Output ) pada daughter board ; Signal Analog Output Channel untuk memilih kanal keluaran sesuai JP2 ( Amplifier Output ) pada daughter board ; Amp Mux Board untuk menampilkan setting sesuai  nomor Board yang  dipilih.  Kelompok monitoring terdiri  dari bagian-bagian  yang  berisi  angka  besaran  hasil  pengukuran,  keterangan  parameter sampling seperti yang terlihat pada Gambar 6.
Gambar 6 Tampilan Monitoring Sistem Akuisisi Data
Dari  Gambar  6  dapat  dijelaskan  kelompok  ini  terdiri  dari  kotak -kotak  yang  berisi  angka besaran  hasil  pengukuran  yang  diberi  keterangan  dari  parameter  dan  satuan  yang diakuisisikan  yang terdiri dari 16 kanal. Selain itu terdapat juga pengaturan interval waktu sampling yang  diinginkan  mulai  dari  orde  detik,  menit  sampai  jam;  Tab Smoothing data untuk  meredam  noise  dengan  cara  melakukan  perhitungan  rata-rata; Sampling  Number adalah  besaran  jumlah  pencuplikan  yang  diinginkan  dan Amp  Mux  Board untuk  melihat pembacaan kanal-kanal pengukuran di board selanjutnya.

## Gambar 7 Kurva temperatur terhadap pengukuran termokopel
Kelompok  monitoring  menampilkan  bentuk   grafik  data  hasil  pengukuran  secara realtime dengan  pembacaan  kurva  temperatur  16  kanal  sekaligus  serta  dibedakan  berdasarkan warna seperti yang terlihat  pada  Gambar 7. Pada bagian atas program disediakan fasilitas print grafik dan pengaturan model axis, sedangkan pada bagian bawah program disediakan fasilitas status  bar yang  menampilkan  keterangan-keterangan  waktu,  temperatur,  nomor data  dan  nomor  kanal.  Fitur  untuk  melakukan zooming grafik  disediakan  untuk memudahkan pembacaan yang lebih detail.
Perangkat lunak driver akuisisi data  yang disertakan pada saat pembelian Data Acquisition Card didalam nya sudah terdapat perintah -perintah dasar pengoperasian seperti : inisialisasi divais,  proses  konversi  dan  perintah  menampilkan  ke  monitor.  Agar  perangkat  lunak  yang dikembangkan  dapat  mengakses  kartu  akuisisi  data,  perlu  dilakukan  inisialisasi  dan penentuan  parameter-parameter  kartu.  Alamat  inisialisasi  untuk  melakukan  proses inisialisasi  berbeda-beda  pada  setiap  PC .  Oleh  karena  itu  disediakan  rentang  alamat  yang cukup lebar antara 180 hex sampai dengan E800 hex .
Selanjutnya  setelah  alamat  dasar  inisialisasi  diketahui,  perintah-perintah  dasar pengoperasian  tersebut  dikombinasikan  dengan perangkat  lunak tampilan  akuisisi  data yang  dibuat  dengan  paket  program Delphi seperti  yang  terlihat  pada  Gambar  8.  Proses pembuatan  aplikasi  ini  menggunakan Borland  Delphi 7.  Adapun  alasan  menggunakan Borland  Delphi 7  adalah  selain  mempunyai  desain  yang user  friendly terhadap  para programmer  beginner ,  jumlah  komponen  yang  dimiliki  sangat  banyak  juga  aplikasi  yang dihasilkan sangat komplek dan realistis. Selain itu Borland Delphi 7 mempunyai kecepatan kompilasi  yang  cepat  sehingga  memudahkan  penulis  dalam  melakukan  modifikasi perangkat lunak.
Gambar 8 Inisialisasi dan parameter-parameter akuisisi
Pengujian  peralatan  dan  kalibrasi  dilakukan  untuk  mengetahui  keakuratan  hasil pengukuran seperti yang terlihat pada Gambar 9. Dari sini didapatkan informasi bahwa nilai y = 0.998x-0.4665. Ini menandakan kinerja peralatan cukup  baik karena paling mendekati nilai sebenarnya yaitu y = x.
Gambar 9 Grafik hubungan antara termometer dan termokopel

## 4 Kesimpulan
Telah dilakukan pembuatan sistem  pengukur kanal temperatur menggunakan kartu akuisisi data. Dari hasil pengujian dapat disimpulkan bahwa perangkat lunak yang digunakan untuk sistem pengukur kanal temperatur dapat digunakan dengan baik dengan nilai y = 0.998x - 0.4665.
Hasil  kegiatan  ini  diperoleh  sistem  akuisisi  data  yang  mampu  menampilkan  informasi berupa  suhu  sampai  dengan  maksimal  48  kanal  secara  interaktif  dengan  bentuk  nomor kanal/parameter yang diakuisisi mudah dibaca, cepat, realtime dan akurat.

## 5 Daftar Pustaka
[1] Rakhmat  S., Tutorial  Hardware  (PPI,  Microcontroller  &  Sistem  Akuisisi  Data ),  ITS, Surabaya,  1999  Surya,  A.,  Handoko,  K.  &  Guna,  B.,  Title  of  book,  2nd  ed.,  Publisher, 1999.
[2] Anonymous, PCI-1718HDU/HGU operation manual , Advantech, Taiwan
[3] Industrial  Automation, Data Acquisition (DAQ) &  Control,  PCI Cards  , Multifunction, PCI- 1718HDU http://www.advantech.com/products/PCI-1718HDU/.aspx,  (20  September 2010)
[4] Anonymous, PCLD-789D operation manua l, Advantech, Taiwan
[5] Industrial  Automation, Data  Acquisition  (DAQ)  &  Control,  Signal  Conditioning  Modules and  Terminal Boards, I/O Wiring Terminal Boards (ADAM-3900 & PCLD  Series), PCLD- 789D http://www.advantech.gr/products/PCLD-789/mod_1-2MLIH4/.aspx.htm,  (20 September 2010)
[6] PMML-BJI  Puslitbang  KIM-LIPI, Teknik  Pengukuran  &  Kalibrasi  Proses  Industri , Puslitbang KIM-LIPI, Serpong, 2001.