View
237
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
Pengukuran TeknikPengukuran Teknik
STT Mandala
2014
Isi Analog dan Digital
Komputer sebagai sistem pengukuran
Bilangan dalam sistem komputer
Komponen sistem akuisisi data Komponen sistem akuisisi data
ANALOG DAN DIGITAL
•Sebagian besar besaran ukur berbentuk analog•Sinyal analog bervariasi kontinu thd waktu•Contoh: 220 V ac, 60 Hz tegangan listrik jala-jala
3
Contoh sinyal analog
•Informasi digital dikirim dan diproses dalam bentuk bit-bit•Setiap bit ditentukan oleh satu atau salah satu dari dua “level logika”•Interval waktu antara bit disebut interval bit•Yang paling sering digunakan sbg keadaan logika adalah level tegangan(misalnya 0 dan 5 V dc)
Mengapa digital?1. Elektronika digital lebih mudah untuk dirancang
dan difabrikasi, mis IC, harga murah, produk massaldibanding kapasitor dll
2. Mudah untuk merekam, menyimpan dan2. Mudah untuk merekam, menyimpan danmenampilkan data, contoh: voltmeter digital menampilkan bilangan numerik dari tegangandibanding dengan tegangan analog yang harusdiinterpolasi secara visual jika jarum penunjukberada di antara 2 skala
3. Tahan terhadap gangguan / noise
Isi Analog dan Digital
Komputer sebagai sistem pengukuran
Bilangan dalam sistem komputer
Komponen sistem akuisisi data Komponen sistem akuisisi data
Komponen sistem komputer
Printer
Display
Digital CPU and RAM
Mass storage(disk drives)
Keyboard
Digital input-output
(ports or expansion bus)
Komponen komputer secara umum Central Processing Unit (CPU)
Program (Software)
Random Access Memory (RAM) - ROM
Sistem penyimpanan massal – pita magnetik, disk Sistem penyimpanan massal – pita magnetik, disk drive, optical drive
Monitor/Display
Peralatan input pengguna (keyboard, mouse, joystick dll)
Printer dan plotter
Isi Analog dan Digital
Komputer sebagai sistem pengukuran
Bilangan dalam sistem komputer
Komponen sistem akuisisi data Komponen sistem akuisisi data
Bilangan dalam sistem komputer Komputer menggunakan flip-flop bistabil untuk
menyimpan informasi, yang hanya memiliki 2 keadaan: on (1) dan off (0)
Contoh: Contoh:
1 0 0 1 bilangan biner 4 bit
1 byte = 8 bit
MSBLSB
MSB:Most Significant BitLSB: Least Significant Bit
Contoh Konversikan bilangan biner 8 bit 01011100 kebilangan desimal
Tentukan bilangan biner 8 bit yang mempunyai nilai
yang sama dengan bilangan desimal 92yang sama dengan bilangan desimal 92
1. 01011100
N10=0(27)+1(26)+0(25)+1(24)+1(23)+1(22)+0(21)+0(20)=0+64+0+16+8+4+0+0=92
2. By a series of divisions by 2remainder
2 922 46 02 23 0
LSB
11
2 23 02 11 12 5 12 2 12 1 0
0 1 MSB
Jawaban1011100 tapi karena ygDiminta adalah 8 bit01011100
Bilangan negatif? Yg paling sering digunakan : biner 2 komplemen
Prosedur:
konversikan bilangan bulat ke biner seperti bilanganpositif
ganti semua bit – ubah 0 menjadi 1 dan 1 menjadi 0ganti semua bit – ubah 0 menjadi 1 dan 1 menjadi 0
tambahan 1 LSB ke hasil akhir
mis. konversikan –92 ke 8-bit bilangan biner komplemen2
Jawab: dari sebelumnya. 01011100
ganti 10100011
+1 LSB 101000112 + 12 menjadi 10100100
Catatan Bilangan positif selalu mempunyai 0 sebagai MSB dan
bilangan negatif mempunyai 1 sebagai MSB
Dalam sistem komputer, sebuah kode khususdigunakan : ASCII – American Code for Information digunakan : ASCII – American Code for Information Interchange, contoh, k=011010112 =10710
Kode ASCII
Isi Analog dan Digital
Komputer sebagai sistem pengukuran
Bilangan dalam sistem komputer
Komponen sistem akuisisi data Komponen sistem akuisisi data
Komponen dalam sistem akuisisi
data berbasis komputer Multiplexer
Sub-sistem simultaneous sample and hold
ADC
DAC DAC
Data Acquisition Card
MUX 4 channel
Konverter Analog ke Digital (ADC)
Mengkonversi sinyal analog kontinumenjadi sinyal digital diskrit
Output dari ADC memiliki 2N nilaiOutput dari ADC memiliki 2N nilaikemungkinan
Jika N makin tinggi, nilai kemungkinanmenjadi lebih banyak, jadi lebih akurat
Rumus untuk mencari output
digital dari ADC
2
22int
NN
rlru
rlio
VV
VVD −
−
−=
Untuk komplemen 2, jika tegangan input analog diketahui maka output
−
−= N
rlru
rlio
VV
VVD 2int
Untuk biner offset atau biner sederhana, jika tegangan input analog diketahui maka output
Contoh Perkirakan output digital untuk tegangan input analog
6,115 V melalui ADC 4 bit
Solusi, untuk biner sederhana Solusi, untuk biner sederhana
10)78.9int(2010
0115.6int 4 ==
−
−= xDo
Kesalahan Kuantisasi
Ketidakpastian dalam resolusi (termasuk dalam kesalahan acak, analog Terhadap kesalahan pembacaan digital karena output dari ADC berupaNilai discrete adalah
voltsVVN
rlru
25.0
−±Kesalahan resolusi input =
Disebut kesalahan kuantisasi yaitu LSB5.0±
Konverter Digital ke Analog (DAC)
Mengkonversi sinyal digital diskrit menjadi sinyalanalog kontinu
Contoh : untuk mengoperasikan motor DC,pemanas atau aktuator katuppemanas atau aktuator katup
Similar specs as ADCs, i.e. depends on no. of input bits, analogue output range and conversion speed.
Contoh : konverter 4 bit DAC
1. Rn=2nRf
2. Ketika saklar ditutup, in
mengalir ke
∑=
−=k
n
nfo iRv1
3. The op-amp converts the currents to voltages
Rf
v
R
vi
n
R
n
Rn
2==
Ilustrasi
Sebuah kode digital 1011 (sama dengan 11) untuk rangkaian ADC di atasdengan Rf= 5 kΩ dan vs=-10 V maka
i1=-1 mAi2=0i3=-1/4 mAi3=-1/4 mAi4=-1/8 mADengan menjumlahkan arus-arus tsb dan mengalikan dengan Rf
Vo=6.875 V yg merupakan 11/16 dari tegangan referensi skala penuh
Terima kasihTerima kasih
Recommended