Modul 1 – Pengenalan LabVIEW

Priyanka Kusuma Wardhani (081117029) Dosen: Akif Rahmatillah, ST, MT. Tanggal Percobaan: 16 Mei 2014 Praktikum Instrumentasi Biomedis

Laboratorium Instrumentasi Medis Departemen Fisika Universitas Airlangga

Abstrak

LabVIEW merupakan sebuah software

pemrograman berbasis grafis atau graphical

programming. Pada praktikum ini, praktikan

mempelajari tentang pemrograman dasar pada

LabVIEW. Praktikan membuat sutu program yang

bisa menampilkan tiga sinyal sinusoidal dalam

domain waktu dan dan domain frekuensi secara real

time.

Kata kunci: LabVIEW, sinyal, graphical

programming

1. Pendahuluan

LabVIEW merupakan sebuah software

pemrograman berbasis grafis atau graphical

programming. LabVIEW berbeda dengan compiler

lain seperti MATLAB, Delphi, atau Visual Studio

yang berbasis text programming. Aplikasi ini sudah

banyak digunakan di dunia industri sebagai software

standar untuk instrumentasi dan kontrol industri.

Pembuatan program dengan LabVIEW cukup

sederhana karena konsep dasarnya yang berbasis

grafis, sehingga user hanya tinggal drag and drop

komponen. Selain itu, pengolahan sinyal dasar pada

LabVIEW relatif mudah dibandingkan dengan

pengolahan sinyal menggunakan program text based

seperti pada MATLAB. Pada praktikum ini,

praktikan mempelajari tentang pemrograman dasar

pada LabVIEW. Tujuan dari praktikum ini adalah

praktikan mampu memahami dasar-dasar visual

graphical programming, mengenali pemrograman

LabVIEW sederhana, dan mampu membuat program

LabVIEW sederhana. Praktikan juga mempelajari

tentang dasar-dasar pengolahan sinyal sederhana

berupa sinyal sinusoidal dengan menggunakan

LabVIEW.

2. Studi Pustaka

1.1 LabVIEW

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument

Engineering Workbench) merupakan

software khusus yang digunakan untuk

pemrosesan dan visualisasi data dalam

bidang akuisisi data, kendali, dan

instrumentasi, serta otomasi industri.

Software ini dikembangkan oleh National

Instruments (NI). Berbeda dengan compiler

lain seperti MATLAB, Delphi, atau Visual

Studio yang berbasis text programming,

LabVIEW merupakan compiler berbasis

graphical programming. LabVIEW terdiri

dari tiga komponen utama, yaitu front panel,

block diagram, dan control and functions

pallete.

Front panel adalah bagian yang

mengandung control dan indikator. Front

panel digunakan untuk membangun sebuah

VI atau Virtual Instrument atau dengan kata

lain, front panel digunakan untuk

membangun GUI suatu program.

Gambar 2.1. tampilan front panel

Block diagram adalah jendela yang berisi

perintah atau script code untuk instruksi

pada bagian-bagian di front panel. Di

jendela ini, programmer merancang perintah

agar program bisa sesuai dengan apa yang

diinginkan.

Gambar 2.2. tampilan block diagram

Control pallete merupakan tempat beberapa

control dan indikator pada front panel dan

hanya tersedia di front panel. Sedangkan

functions pallete digunakan untuk

membangun block diagram dan hanya

tersedia di block diagram.

Gambar 2.3. tampilan control dan function

palletes

1.2 Fast Fourier Transform

Transformasi Fourier merupakan salah satu

tools analisis sinyal yang bisa diaplikasikan

dalam banyak hal, seperti analisis spektra, filter

digital, mekanika terapan, akustik, medical

imaging, analisis numerik, seismograf, dan

komunikasi. Transformasi Fourier mengubah

sinyal dalam domain waktu menjadi domain

frekuensi yang direpresentasikan dalam

persamaan:

( ) [ ( )] ∫ ( )

dimana x(t) merupakan sinyal dalam

domain waktu, dan X(t) merupakan

transformasi Fourier [Fahy et al, 1993].

LabVIEW menyediakan pula toolbox FFT

pada palet Signal Processing. Untuk

menggambarkan hasil dari FFT, output array

atau data sinyal dihubungkan dengan Waveform

Graph.

Gambar 2.4 Tolboox Signal Processing pada

LabVIEW

3. Metodologi

Praktikum ini menggunakan software LabVIEW

2011 dan dilakukan di Laboratorium

Instrumentasi Biomedis Departemen Fisika

Universitas Airlangga. Tahapan praktikum:

4. Hasil dan Pembahasan

4.1. Percobaan Menampilkan Satu Sinyal

Sederhana dalam Domain Waktu dan

Domain Frekuensi

Pada percobaan yang pertama, praktikan

membuat suatu program menampilkan grafik

sinyal dengan input frekuensi yang bisa diatur

menggunakan knob. Tampilan GUI program

terlihat dalam Gambar 3.1.

• Pengenalan lingkungan LabVIEW

• Membuat program dengan GUI dan Graphic Program tentang sinyal sinus

• menampilkan sinyal di grafik dalam domain waktu dan domain frekuensi

• Membuat program dengan input 3 sinyal sinus dan ditampilkan menjadi satu sinyal dalam domain waktu dan domain frekuensi

Gambar 3.1. tampilan GUI

Knob disini digunakan untuk mengatur

frekuensi sinyal, sedangkan Waveform graph

digunakan untuk menampilkan sinyal.

Pemrograman sebenarnya dilakukan dalam

block diagram. Praktikan memberikan tools

basic function generator.vi. tools ini merupakan

subVI yang berfungsi untuk mengolah sinyal.

Praktikan hanya memberikan input frekuensi

saja, sedangkan parameter input lainnya seperti

amplitudo, fase, dan duty cycle tidak diberikan.

Paramater input tersebut diatur dengan nilai

awal pada subVI basic function generator.

Misalnya, nilai awal dari amplitudo diatur

bernilai 1. Ketika knob frekuensi diputar, maka

nilai frekuensi sinyal tersebut akan berubah.

Semakin besar nilai frekuensi, semakin rapat

sinyal yang dihasilkan, begitu juga sebaliknya.

Gambar 3.2. tampilan block diagram

Selanjutnya, praktikan membuat program

yang bisa menampilkan sinyal secara real time.

Praktikan perlu menambahkan perintah while

loop pada block diagram, namun praktikan

tidak menambahkan tools lagi pada GUI.

Gambar 3.3. menunjukkan block diagram ketika

ditambahi dengan while loop. Nilai i memiliki

nilai awal 0. Praktikan menambahkan pula

fungsi Wait sebagai delay waktu sinyal. Jika

tidak diberi delay, maka sinyal akan

ditampilkan secara terus-menerus, atau dengan

bahasa sederhana, sinyal akan ditampilkan

dengan sangat cepat. Jika diberi delay, maka

sinyal akan ditampilkan dalam jeda waktu

tertentu. Fungsi Wait memiliki nilai dalam

milisekon, sehingga ketika ingin memberi delay

satu detik, maka perlu diberikan konstanta

bernilai 1000. Semakin sedikit nilai konstanta,

semakin cepat sinyal yang ditampilkan

(semakin lambat delay sinyal)

Gambar 3.3. tampilan block diagram

4.2. Percobaan Menampilkan Lebih Dari

Satu Sinyal Sederhana dalam Domain

Waktu dan Domain Frekuensi

a. Tampilan GUI pada Front Panel

Dalam percobaan ini, praktikan

menampilkan lebih dari satu sinyal dalam domain

waktu dan domain frekuensi. Praktikan

menampilkan tiga sinyal sinusoidal dengan

frekuensi dan amplitudo yang bisa diatur dengan

knop. Masing-masing sinyal ditampilkan dalam

Waveform Graph dan selanjutnya sinyal

ditampilkan dalam bentuk sinyal gabungan

(semua sinyal ditampilkan dalam satu grafik)

dalam domain waktu, jumlah semua sinyal

domain waktu dalam satu grafik, dan spektra

dalam domain frekuensi. Tampilan pada GUI

seperti pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4. Tampilan GUI

b. Tampilan Program dalam Block Diagram

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya,

letak pemrograman pada LabVIEW terletak pada

Block Diagram. Untuk menghasilkan tampilan

sinyal dalam domain waktu maupun frekuensi

pada GUI, praktikan menggunakan tools yang

tersedia dalam block diagram, antara lain Basic

Function Generator, Add Numeric, Merge Signal,

dan FFT Power Spektrum and PSD.

Gambar 3.5. Tampilan Block Diagram Program

c. Analisis Program

Dalam percobaan ini, praktikan

menggunakan sejumlah tools pada Front Panel

dan Block Diagram. Pada Front Panel, praktikan

menggunakan knob dan waveform graphic. Tools

yang digunakan dalam Front Panel akan muncul

dalam Block Diagram. Knob digunakan sebagai

input frekuensi maupun amplitudo dalam tipe

data double. Sedangkan waveform graphic

digunakan untuk menampilkan grafik sinyal.

Dalam block diagram, praktikan

menambahkan tools Basic Function Generator.vi,

FFT Power Spectrum and PSD.vi, Numeric Add,

Wait,dan Merge Signal. Basic function generator

merupakan salah satu subVI yang digunakan

untuk menghasilkan sinyal sesuai dengan input

yang diberikan. Input yang diberikan bisa berupa

frekuensi, amplitudo, fase, dan duty cycle. FFT

Power Spectrum and PSD.vi adalah subVI yang

digunakan untuk pengolahan transformasi

Fourier. Input yang diberikan berupa sinyal dan

akan dihasilkan output berupa spektra dalam

domain frekuensi. Numeric Add memiliki fungsi

untuk menjumlahkan. Dalam program ini, ketiga

buah sinyal tersebut dijumlahkan nilai frekuensi

maupun amplitudonya sehingga dihasilkan satu

buah sinyal. Sedangkan merge signal berfungsi

untuk menggabungkan ketiga buah sinyal

sehingga ketiga sinyal tersebut dapat ditampilkan

dalam satu grafik. Karena dalam program ini

digunakan perintah while loop, maka dibutuhkan

tools Wait sebagai delay waktu dalam nilai

milisekon. Praktikan memberikan delay sebesar 1

sekon atau 1000 milisekon sehingga data sinyal

ditampilkan setiap satu detik.

Input ketiga frekuensi dan amplitudo dari

knob diolah oleh basic function generator.vi

sehingga dihasilkan sinyal sinusoidal dengan

frekuensi dan amplitudo masing-masing sesuai

input dari knob. Masing-masing sinyal tersebut

kemudian dijumlahkan menggunakan numeric

add sehingga dihasilkan satu buah sinyal hasil

penjumlahan ketiga sinyal tersebut. sinyal

penjumlahan tersebut ditampilkan dalam grafik di

domain waktu. Untuk melihat spektranya, perlu

ditambahkan tools FFT Power Spectrum and

PSD.vi, selanjutnya spektra tersebut ditampilkan

dalam grafik di domain frekuensi. Praktikan

menambahkan pula tools Merge Signal untuk

melihat dan membandingkan ketiga sinyal dalam

satu grafik. Maka, fungsi Merge Signal berbeda

dengan Numeric Add.

5. Kesimpulan

- Visual graphical programming merupakan

pemrograman berbasis grafis dimana

programmer hanya perlu drag and drop

komponen serta menghubungkan antar

komponen untuk dihasilkan suatu program

tanpa harus menuliskan coding atau script.

- LabVIEW terdiri dari tiga komponen utama

yaitu front panel, block diagram, dan control

and functions pallete.

- Program sederhana yang dihasilkan dalam

praktikum ini berupa program penampil tiga

sinyal dalam domain waktu dan domain

frekuensi.

Daftar Pustaka

[1] Artanto, Dian. 2012. Interaksi Arduino dan

LabVIEW. Jakarta: PT ElexMedia Komputindo,

Gramedia

[2] Fahy, K, and Perez, E. 1993. Fast Fourier

Transform And Power Spectra In LabVIEW.

National Instruments

Lampiran

Flowchart Program Penampil Satu Sinyal

Mulai

Input knop

frekuensi

I=0

Basic

Function

Generator

Output Sinyal

Waveform

Graph

Stop

“FFT Power

Spectrum and PSD”

Selesai

Flowchart Program Penampil Tiga Sinyal

Mulai

Input knop frekuensi dan

amplitudo untuk masing2

sinyal

Basic

Function

Generator

operator

“Add”

Output Sinyal

Waveform

Graph

operator “Merge Signal”

Output Sinyal

Waveform

Graph

“FFT Power

Spectrum and PSD”

I=0

Stop

Stop

Selesai