Laporan PSP 03 Fath Muhammad PDF

Preview

Summary

LAPORAN PRAKTIKUMSISTEM PENGUKURAN (TNF 2316)MODUL SP 03KONVERSI ANALOG KE DIGITALKelompok 2FATH MUHAMMAD (18/428650/TK/47152)Hari, Tanggal Praktikum Selasa, 29 September 2020Asisten Eka Agusta Fathun Ni’am (17/410173/TK/45530)LABORATORIUM SENSOR DAN SISTEM TELEKONTROLDEPARTEMEN TEKNIK NUKLIR DAN TE...

Description

LAPORAN PRAKTIKUM SISTEM PENGUKURAN (TNF 2316) MODUL SP 03 KONVERSI ANALOG KE DIGITAL

Kelompok 2

FATH MUHAMMAD

(18/428650/TK/47152)

Hari, Tanggal Praktikum Selasa, 29 September 2020

Asisten Eka Agusta Fathun Ni’am (17/410173/TK/45530)

LABORATORIUM SENSOR DAN SISTEM TELEKONTROL DEPARTEMEN TEKNIK NUKLIR DAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS GADJAH MADA YOGYAKARTA 2020

I. TUJUAN Mempelajari prinsip konversi nilai analog ke digital. II. DASAR TEORI Pengertian ADC ADC merupakan sebuah perangkat elektronika yang digunakan untuk mengubah sinyal analog atau sinyal kotinnyu menjadi sinyal digital. Perangkat analog to digital converter dapat berupa suatu modul, rangkaian elektronika, atau juga bisa berupa chip IC. Alat ini nanti akan mengubah masukan atau input analog menjadi sebuah kode-kode digital. Cara Kerja ADC Seperti apa cara kerja ADC itu? Cara kerja dari ADC adalah dengan mengubah sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang mana ia merupakan sebuah rasio perbandingan antara sinyal input dan juga tegangan referensi. Contohnya adalah pada saat tegangan referensi sebesar 5 volt, sementara untuk tegangan input sebesar 3 volt, dan rasion input pada referensi sebesar 60%. Jadi, ketika Anda menggunakan ADC yang 8 bit yang memiliki skala maksimum sebesar 255. Maka Anda akan mendapatkan sinyal digital sebesar 60% x 225 = 153 yang dinyatakan ke dalam bentuk desimal. Bisa juga berupa 10011001 yang merupakan bilangan biner. Sinyal = (sample / max_value) *referensi_voltage = (153/255) *5 = 3 volt. Komparator ADC

Bentuk yang paling dasar di dalam komunikasi antara wujud analog dan digital yaitu sebuah piranti yang di dalamnya bisa berupa IC dinamakan sebagai

komparator. Piranti inilah yang nanti akan ditunjukkan secara lebih sistmatik yang ada pada gambar seperti di bawah ini. Selain itu, piranti tersebut juga ditunjukkan dengan bentuk yang sederhana yang menyatakan perbandingan dari dua tegangan yang terdapat di dalam kedua terminal inputnya. Nanti tegangan tersebut juga bergantung kepada mana tegangan yang lebih besar. Untuk outputnya sendiri juga berupa sinyal digital 1 yang berarti high dan 0 yang berarti low. Komparator tersebut nanti akan digunakan secara luas pada sinyal alarm ke komputer maupun sistem pemroses digital. Elemen ini juga di dalamnya merupakan satu bagian dengan pengubah atau konverter analog ke digital maupun digital ke analog yang nanti akan dibahas lebih lengkap. Untuk gambar dari komparator pada ADC bisa Anda perhatikan sebagaimana keterangan pada gambar di bawah ini. Perlu diperhatikan bahwa gambar di atas menunjukkan sebuah komparator yang merubah keadaan dari logika output berdasarkan fungsi tegangan yang ada pada outputnya. Sebuah komparator bisa tersusun dari opamp yang dapat memberikan output secara terpotong sehingga dapat menghasilkan tingkatan seperti yang diharapkan, yaitu untuk kondisi logika (+5 dan juga 0 untuk TTL 1 dan 0). Komparator komersir digunakan untuk melihat seperti apa tingkatan logika yang dibutuhkan yang akan digunakan pada bagian output. Jenis-Jenis ADC 1. ADC Simultan ADC simultan juga dinamakan sebagai paraller converter atau flash converter. Ia merupakan sebuah input Vi yang akan diconvert ke bentuk digital yang akan diberikan secara simultan pada sisi + terhadap komparator tersebut. Kemudian pada input sisi – yang disesuaikan dengan berapa ukuran dari bit converter tersebut. Pada saat Vi dinyatakan sudah melebihi batas tegangan input dan ouput pada komparator, maka hal ini menyatakan bahwa output komparator tersebut tergolong tinggi atau high. Namun sebaliknya malah akan memberikan output rendah atau low.

2. Counter Ramp ADC Jenis ADC yang kedua dinamakan seabgai counter ramp ADC yang di dalamnya nanti Anda temukan rangkaian DAC yagn akan diberikan input dari counter yang berasal dari sumber clock dimana sumber clock tersebut akan dikontrol. Caranya adalah dengan meng AND kan terhadap keluaran komparator. Komparator akan membandingkan tegangan dari masukan analog dengan masukan DAC. Ketika tegangan yang akan dimasukkan tersebut ternyata tidak sama dengan tegangan output DAC, maka keluaran komparator sama dengan 1. Dengan begitu, clock bisa memberikan masukan counter dan juga hitungan dari counter naik.

3. SAR (Successive Aproximation Register) ADC SAR menggunakan konfigurasi yang tidak jauh berbeda dengan counter ramp. Namun ketika melakukan trace dengan tracking, maka keluaran yang dihasilkan adalah kombinasi bit MSB = 1 =====> 1000 0000. Namun ketika belum sama, maka akan dinyatakan 1 ===> 1100 0000. Ketika tegangan malah lebih kecil, maka Anda harus menurunkan kombinasi bit ====> 10100000. Resolusi ADC Sementara untuk resolusi yang dimiliki ADC menyatakan tentang ketelitian dari nilai konversi terhadap ADC. Misalnya, ADC 8 bit memiliki output sebesar 8 bit data. Berarti, sinyal input bisa dinyatakan ke dalam 255 (2n – 1 ) dari nilai sikrit. ADC bit ini mempunyai 12 bit output data digital yang berarti sinyal ouput nanti bisa dinyatakan ke dalam 40% dari nilai diskrit. Berdasarkan contoh di atas, maka ADC dengan 12 bit tersebut dapat memberikan ketelitian terhadap nilai hasil pengubahan atau konversi yang lebih baik jika dibandingkan dengan ADC sebesar 8 bit. Kecepatan Sampling ADC Kecepatan sampling pada ADC digunakan untuk menyatakan seberapa sering pengubahan sinyal analog menjadi sinyal digital dalam jangka waktu tertentu. Untuk satuan kecepatannya biasanya akan dinyatakan sebagai SPS atau sample per second.

III. HASIL PERCOBAAN 

Tangkapan Pengerjaan

Gambar 1 Tangkapan tampilan pengerjaan 

Tabel hasil Percobaan

Volt 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7

keluaran digital 0 21 41 61 82 102 123 143 164 184 205 225 246 266 286 307 327 348

1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

368 389 409 430 450 471 491 511 532 552 573 593 614 634 655 675 696 716 737

3.7 3.8 3.9 4 4.1 4.2 4.3

757 777 798 818 839 859 880

4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 5

900 921 941 962 982 1002 1023

Tabel 1 Data hasil percobaan

Grafik Hasil Analog Output dan Tegangan 1200

Analog Output



1000 800

f(x) = 204.57 x + 0.05 R² = 1

600 400 200 0

0

1

2

3

4

5

Tegangan (Volt)

Grafik 1 Sinyal maksukan terhadap tegangan

6



Sumber kode void setup() { Serial.begin(9600); }

void loop() { int a = analogRead(A0); Serial.print("Analog voltage is "); Serial.println((a * 5.0) /1023.0); Serial.print("Analog is "); Serial.println(a); delay(100); } IV. PEMBAHASAN Pada praktikum kali ini, percobaan dilakukan menggunakan tinkercad dikarenakan tidak dapat melakukan praktikum secara langsung. Pertama-tama rangkaian Arduino dengan potensiometer 10kΩ dirangkaike 5v, ground, dan A0 sebagai digital in. lalu setelah dirangkai , kode dimasukan kedalam Arduino dengan kode seperti :

void setup() { Serial.begin(9600); }

void loop() { int a = analogRead(A0); ## ini merupakan masukan digital dari signal analog Serial.print("Analog voltage is ");

Serial.println((a * 5.0) /1023.0); ## ini merupakan print tegangan menggunakan perkalian dari decimal yang dikalikan dibagi 1023 karena ini 10 bit

Serial.print("Analog is "); Serial.println(a); ## ini perintah print di line baru dengan nilai yang di print adalah nilai biner dalam decimal

delay(100); ## delay merupakan berapa lama data di reload, disini 10000milisecond atau sama dengan 10 detik

}

Pada grafik, nilai persamaan garisnya adalah y = 204.57x + 0.0535 dengan R2 = 1. Hasil yang didapatkan alhamdulillah tidak ada error yang berarti praktikum terlaksana dengan baik. Pengaplikasian ADC adalah di voltmeter digital dengan cara mengubah sinyal masuk kedalam controller lalu dikalian dengan tegangan ref dan dibagi nilai bit yang digunakan, pengubahan suara dari masukan mic menjadi digital ke computer, dan kamera digital menggunakan sensor CMOS dimana sensor tersebut memperlukan ADC 0808 untuk mengubah masukan analog dari sensor ke komputer kamera tersebut.

V. KESIMPULAN ADC merupakan sebuah perangkat elektronika yang digunakan untuk mengubah sinyal analog atau sinyal kotinnyu menjadi sinyal digital. Alat ini nanti akan mengubah masukan atau input analog menjadi sebuah kode-kode digital. Hasil yang didapatkan y = 204.57x + 0.0535 dengan R2 = 1 yang berarti tidak adanya error. Pengaplikasian dari ADC adalah di voltmeter digital, pengubahan suara dari masukan mic ke komputer, dan kamera digital. VI. DAFTAR PUSTAKA J. Fraden,Handbook of Modern Sensors : Physics, Design, and Application, 5th ed. Switzer-land: Springer International Publishing, 2016. E. Doebelin,Measurement Systems Application and Design. New York: Mc-Graw Hill,2003....