Laporan Praktikum Pengkondisian Sinyal Ukiew

LAPORAN PRAKTIKUMJobsheet : Pengkondisi sinyal

Tgl Penyerahan Laporan: 9 Januari 2007

LAPORAN PRAKTIKUMINSTRUMENTASI DAN PENGUKURAN

PENGKONDISIAN SINYAL

Dosen Pembimbing : Ignatius Riyadi Mardyanto, MT

Disusun oleh :

Lucky Ramadhani Saputra [06221042]

Partner :

Nama Nim.Ilhamdi [06221038]Iwan Husaeni [06221039]Kamalluloh [06221041]Lutfi Lukman N [06221043]M. Taufik Hidayat [06221044]M. Adam [06221045]Nurlinda Ali Rahman [06221046]

TEKNIK KONVERSI ENERGIPOLITEKNIK NEGERI

BANDUNG 2007

Lucky Ramadhani Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi


Modul Praktikum Zero & Span Converter

I. Tujuan

1. Mampu membuat rangkaian span and zero converter.

II. Dasar Teori

Output suatu tranduser jarang yang sesuai (match) dengan suatu pengkondisi sinyal,

ADC, display atau komputer. Misalnya suatu load cell mempunyai sensitifitas 20 Volt

lb , sedangkan tanpa beban output yang dihasilkan 18 mVolt, sementara panel meter

digital memerlukan pengubah 0.01 m Volt lb . Atau ADC memerlukan sinyal 0 sampai

5 Volt, sementara output tranduser hanya sebesar 2.48 - 3.90 Volt.

Rangkaian zero and span pada percobaan ini memperlihatkan cara untuk mengatasi

permasalahan seperti di atas. Dengan membuat sinyal linier melalui suatu span (slope)

and zero (perpotongan dengan sumbu y pada koordinat kartesian) akan didapat

parameter-parameter yang berhubungan dengan tegangan yang diinginkan. Span and

zero converter dapat dibuat dengan menggunakan rangkaian penjumlah (Inverting

summer), seperti tampak pada gambar-9.1.

Rumus umum span and zero converter :


LAPORAN PRAKTIKUM Jobsheet : Pengkondisi sinyal

Harga Rf dipilih relatif besar, sehingga perubahan sedikit pada Ri tidak akan

membebani

sensor, harga (nilai) Ri dapat dihitung, demikian pula nilai Ros dapat dihitung bila V

dapat ditentukan.

III. Alat dan Bahan

1. Kit praktikum

2. Osiloskop

3. Multimeter (2 buah)

IV. Problem/Prosedur Percobaan

Diketahui suatu tranduser temperatur menghasilkan tegangan keluaran sebesar 2.48 V

untuk kondisi temperatur minimum dan menghasilkan keluaran 3.90 V untuk kondisi

temperatur maksimum. Keluaran tranduser akan dihubungkan dengan suatu ADC

dengan input ADC 0 - 5 Volt. Buatlah suatu rangkaian span and zero converter untuk

problem di atas.



Modul Praktikum Voltage to Current Converter

I. Tujuan

1. Mengetahui teknik pengubah sinyal tegangan ke arus dengan metoda :

1- floating load

2- grounded load

2. Mampu membuat pengubah sinyal tegangan ke arus

II. Dasar Teori

Pengiriman sinyal dalam bentuk tegangan menimbulkan banyak permasalahan.

Tahanan seri antara keluaran pengkondisi sinyal dan beban bergantung pada jarak

kabel yang digunakan, temperatur dan bagus/tidaknya sambungan yang digunakan.

Bahkan kebocoran beberapa mV sepanjang kabel dapat mengakibatkan kesalahan

pengukuran. Dengan menggunakan mode transmisi arus diharapkan, beban dapat

menerima semua informasi sinyal yang dikirimkan. Pengubahan sinyal tegangan ke

arus dilakukan dengan dua cara, yaitu :

1. Floating load

2. Grounded load

Figure 8-3 a. Rangkaian pengubah tegangan ke arus (floating

load) b. Kurva karakteristik perancangan

Lucky Ramadhani

Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi


Arus yang lewat RS

Catatan : VRS > IR load + e2 - e1

III. Alat dan Bahan

1. Kit praktikum

2. Multimeter (2)


Diketahui suatu ADC dengan input ADC 0 - 5 Volt. Buatlah suatu rangkaian Voltage

to current converter untuk problem di atas. Dengan output keluaran yang akan

dihubungkan dengan Transmitter dengan masukan arus (input) 4 - 20 mA.

Lucky Ramadhani

Saputra/06221042/D3/T. Konversi Energi


Modul Praktikum Pengubah Arus ke Tegangan

I. Tujuan

1. Mempelajari teknik pengubah sinyal dari sinyal arus ke sinyal tegangan.

2. Mampu membuat pengubah sinyal arus ke tegangan.

II. Dasar TeoriSekali sinyal arus dikirimkan pada suatu lokasi, sinyal ini harus diubah menjadi tegangan.

Biasanya alat-alat display atau recording data mempunyai input dalam bentuk tegangan.

Untuk pengiriman arus dalam bentuk grounded load, cara pengubahan ke tegangan adalah

dengan memasang suatu RL, seperti tampak pada Figure 9-6.

Untuk pengaturan span and zero disediakan Ie, U2, dan U3 sebagai buffer, mengisolasi

RL dan Ri. Permasalahan yang ada pada teknik grounded reference adalah bahwa arus

ground yang harus dikembalikan antara transmitter dan receiver sehingga akan

menyebabkan drop tegangan. Perbedaan potensial pada ground bisa beberapa volt.

Untuk mengatasi hal tersebut digunakan teknik floating load. Arus dikirim dan

dikembalikan melalui beban dengan dua kawat. Kenaikan atau penurunan akan terjadi

pada kedua kawat sehingga pengaruhnya akan saling menghilangkan. Figure 9-7

memperlihatkan teknik ini.



* Yakinkan bahwa Ri >> Rspan untuk mengantisipasi kesalahan pembebanan.

III. Alat dan Bahan

1. Kit praktikum

2. Multimeter (2)


Diketahui suatu Transmitter dengan masukan arus (input) 4 - 20 mA. Buatlah suatu

rangkaian current to Voltage converter untuk problem di atas. Dengan output keluaran

yang akan dihubungkan dengan rectifier dengan masukan tegangan (input) 0 - 5 Volt.



V. ANALISA DATAModul praktikum zero & span converter

Kurva karakteristik perancangan span and zero converter

Data Modul Praktikum Zero Span

No V in e in V output (V) Keterangan(V) (V) simulasi perhitungan praktikum

1 -2.473 2.48 0.02 0.02 3.42 -2.473 2.6 0.44 0.44 3.63 -2.473 2.8 1.14 1.14 3.84 -2.473 3.0 1.84 1.84 45 -2.473 3.3 2.89 2.89 4.46 -2.473 3.6 3.94 3.94 4.657 -2.473 3.9 4.99 4.99 4.95



Modul praktikum Voltage to Current Converter

Kurva karakteristik perancangan Pengubah tegangan ke arus

Data Modul Praktikum Voltage to Current Converter

No V in e in I output (mA)(V) (V) simulasi perhitungan praktikum Keterangan

1 -15 0 4.01 4.00 4.232 -15 1 7.04 7.20 6.923 -15 2 10.07 10.40 8.104 -15 3 13.11 13.60 10.475 -15 4 16.14 16.80 13.036 -15 5 19.17 20.00 15.40



Modul praktikum Current to Voltage Converter

Kurva karakteristik perancangan Pengubah tegangan ke arus

Data Modul Praktikum Current to Voltage Converter

No I in V output (V) Keterangan(mA) simulasi perhitungan praktikum

1 4 0.1 0 0.26 Hasil2 8 1.3 1.2 1.89 praktikum3 12 2.5 2.4 3.61 bersumber4 16 3.7 3.6 4.86 Dari kelompok5 20 4.9 4.8 lain



VI. PEMBAHASAN

Seperti yang kita ketahui bahwa Pengkondisian sinyal bagian dari penyusun

system pengendali dibawah ini akan dibahas secara umum :

Sistem Kendali Lup Tertutup (Lengkap)

Elemen Dasar Sistem Pengendalian Lup Tertutup:

1. Elemen Pengukuran

Mengukur besarnya variabel yang akan dikendalikan (Y) dan menghasilkan sinyal

hasil pengukuran (Ym) yang sebanding.

2. Elemen Pembanding

Membandingkan apakah nilai parameter proses yang dikendalikan (diwakili oleh

Ym) sudah sesuai dengan nilai parameter proses yang dikehendaki (diwakili oleh

R). Hasil perbandingannya disebut sinyal kesalahan/error (e) yang dinyatakan

dalam persamaan: e = R Ym

3. Elemen Kendali Memutuskan langkah apa yang akan diambil berdasarkan informasi sinyal kesalahan

(e) tersebut. Hasil keputusannya (O) diperoleh berdasarkan perhitungan-

perhitungan tertentu dan hasilnya dikirimkan ke unit koreksi untuk dilaksanakan.

Elemen kendali menghitung besarnya koreksi yang diperlukan oleh unit koreksi.

4. Elemen Koreksi

Menerjemahkan perintah dari unit kendali dan melaksanakan perintah tersebut

dalam bentuk aksi nyata (M) yang berpengaruh langsung terhadap perubahan nilai

parameter proses yang akan dikendalikan.

5. Elemen Proses

Merupakan obyek dari suatu sistem pengendalian. Output proses merupakan nilai

parameter proses yang akan dikendalikan (Y).



Elemen Pengukuran terdiri dari dua elemen:

1. Sensing Element (sensor)

Merupakan bagian yang pertama kali mendeteksi besarnya variabel proses (Y).

Elemen ini akan menghasilkan output yang sebanding dengan variabel proses,

akan tetapi belum tentu sesuai dengan format pengendali yang digunakan.

2. Transmitter

Merupakan bagian yang berfungsi untuk mengolah sinyal output sensor menjadi

sinyal yang cocok dengan format pengendali (Ym).

Elemen Koreksi terdiri dari tiga

elemen: 1. Pengkonversi sinyal

1n Memodifikasi sinyal keluaran pengendali agar memiliki format yang

cocok bagi elemen penggerak (aktuator).

2n Terjadi penguatan daya dan/atau perubahan bentuk fisis sinyal.

2. Aktuator

1n Merupakan bagian yang mentranslasikan sinyal output pengkonversi

sinyal menjadi suatu aksi nyata pada elemen kendali akhir.

3. Elemen Kendali akhir (final control element)

1n Merupakan bagian yang memiliki pengaruh langsung pada perubahan

variabel proses (output proses).

2n Output dari elemen kendali akhir merupakan input dari proses yang

dapat dimanipulasi/diubah-ubah besarnya agar process variable

(controlled variable) besarnya sama dengan set point

Kendala / permasalahan dan Pemecahan masalah pada saat praktikum

1 Komponen yang sudah rusak pada kit praktikum, sebelum praktikum semua

komponen di cek terlebih dahulu dan menganti / menukar dengan kit

praktikum yang lain.

2 Rangkaian yang kurang tepat, sebelum praktikum setelah pengecekan

komponen, maka menyesuaikan rangkaian sesuai modul praktikum.

3 Alat penunjang lain yang tidak sesuai ( power supply ), mengganti dengan

power supply yang lain.



VII. Kesimpulan

1 Rangkaian zero span merupakan elemen penguat, yang berfungsi sebagai

penguat sinyal dari sebuah sensor untuk disampaikan ke elemen berikutnya

agar Output suatu tranduser jarang yang sesuai (match) dengan suatu

pengkondisi sinyal, ADC, display atau computer dapat di minimalisasi.

2 Rangkaian voltage to current converter merupakan elemen transmitter yang

berfungsi untuk mengolah sinyal output sensor menjadi sinyal yang cocok

dengan format pengendali (Ym). Pada praktikum ini Rangkaian voltage to

current converter mengubah sinyal tegangan menjadi sinyal arus listrik.

Pengiriman sinyal dalam bentuk tegangan menimbulkan banyak permasalahan,

seperti :

1 Tahanan seri antara keluaran pengkondisi sinyal

2 Beban bergantung pada jarak kabel yang digunakan

3 Temperatur

4 Sambungan yang digunakan

5 Kebocoran tegangan walaupun beberapa mV sepanjang kabel Dengan menggunakan Rangkaian voltage to current converter diharapkan, beban

dapat menerima semua informasi sinyal yang dikirimkan.

1 Rangkaian current to voltage converter merupakan elemen Pengkonversi

sinyal, yang berfungsi memodifikasi sinyal keluaran pengendali agar memiliki

format yang cocok ( tegangan ) bagi elemen penerimanya ( rectifier ) yang

biasanya berupa pengkondisi sinyal, ADC, display atau computer.

2 Dalam aplikasinya semua rangkaian memiliki gangguan baik dari komponen

atau yang lainnya, yang menyebabkan transmisi sinyal kurang sesuai dengan

yang diharapkan.

VIII. Daftar Pustaka

Gunterus, Frans. 1995. Falsafah dasar: sistem pengendalian proses. Jakarta:

Erlangga.

Mardiyanto,I.R. 2004. Jobsheet Instrumentasi dan pengukuran. Bandung:

Polban. Harjatmo, R. Agoeng. ____. Kuliah Pengaturan. Bandung: Polban.


Documents

Laporan Praktikum Pengkondisian Sinyal Ukiew