Sinyal dan Rangkaian Listrik

Transkripsi

1 Sinyal dan Rangkaian Listrik Besaran Listrik dan rangkaian listrik (c) P. Hsu Signal? Sinyal adalah tegangan (atau arus) yang merepresentasikan jumlah atau bagian-bagian informasi. Contoh: The voltage across the door bell or light bulb The voltage across the speedometer (car speed) The voltage across the earphone lines The voltage across the printer cable wires (a message) (c) P. Hsu (c) P. Hsu

2 Jenis-Jenis Sinyal Analog: besarannya berubah setiap waktu yang sebanding dengan besaran fisik yang lain Contoh: sinyal audio, listrik pln, gelombang air Digital : Besaran diwujudkan dalam bentuk fungsi diskrit berupa angka atau simbol-simbol biner yang mempunyai nilai terbatas Contoh: sinyal-sinyal dalam kominikasi digital (c) P. Hsu Analog Signal & Digital Signal Contoh: Besarnya tegangan (atau arus) sinyal analog menggambarkan sebuah besaran fisik. 3 5v 2 1 I=V/R miles Current meter Arus menggambarkan ketinggian air 1. level air meningkat => 2. makin tinggi posisi pelampung => 3. resistansi makin rendah => 4. Arus meningkat (V/R) => 5. pembacaan arus meningkat => level air terbaca 5 (c) P. Hsu (c) P. Hsu

3 Digital Signal Sebuah sinyal digital membawa informasi berdasarkan kondisi (high atau low) suatu level tegangan. ON V=5v (logic 1) OFF V=0v (logic 0) 1000 miles V (c) P. Hsu Level Tegangan vs. Kondisi Logika 5v 3.5v 1.5v 0v High (1) Low (0) Tegangan yang lebih rendah dinyatakan sebagai 0 sedangkan yang lebih tinggi dinyatakan sebagai 1 (c) P. Hsu (c) P. Hsu

4 Bits: (2 0 ) Bits, Bytes dan Words Satu bit hanya dapat merepresentasikan satu kondisi biner: 0 or 1, on or off, stop or go. Bytes. (2 3 ) Satu byte terdiri dari 8 bits. Words: (2 4 or 2 5 ) satu word terdiri dari 16 bits (atau 32 bits, tergantung komputer yg digunakan). (c) P. Hsu bit Binary Number ON OFF ON ON Binary Number = Value = 8*(1)+ 4*(0)+2*(1)+1*(1) = =13 (c) P. Hsu (c) P. Hsu

5 Binary Code Dalam komputer kode-kode biner digunakan untuk merepresentasikan: (1) nilai a, (2) Character dan symbol (A, (3) Picture, sound, video. (4) bahasa mesin (5) dll (c) P. Hsu Listrik Digunakan untuk menyediakan energi: cahaya Panas (electric oven, microwave oven, electric heater, hair dryer, etc.) gerak (fan, elevator, washing machine ) Digunakan untuk representasi informasi dan pemrosesan informasi :Computer, TV, radio, cell phone Bisa dilihat dari gejala serta dari besaran dan satuannya (c) P. Hsu (c) P. Hsu

6 Arus listrik Arus listrik terjadi karena adanya pergerakan elektron. Arus listrik Pergerakan arus listrik arahnya berlawanan dengan pergerakan elektron = electron Arus Listrik vs. Arus Elektron = Struktur Atom Arus Listrik + + (c) P. Hsu

7 Arus Listrik disamakan Aliran Air Air bergerak dari level tinggi Ke level rendah Arus listrik bergerak dari tegangan tinggi ke tegangan yang lebih rendah Tegangan tinggi Tegangan rendah Ilustrasi tenaga air (c) P. Hsu

8 Arus Listrik Arus rendah Arus tinggi Medan dan Gaya Listrik Arus yang mengalir akan mengakibatkan adanya medan magnet yang muncul bersamaan dengan medan listrik Kuat medan listrik didefinisikan oleh besar dan arah gaya f yang bekerja pada suatu satuan muatan positif q dalam medan tsb f=qe Pengaruh medan terhadap rangkaian lainnya dikenal sebagai tegangan imbas (c) P. Hsu (c) P. Hsu

9 Tegangan atau Potensial listrik (c) P. Hsu Daya dan energi (c) P. Hsu (c) P. Hsu

10 Rangkaian Elektrik v, i R, L, C, G Sumber tegangan Sumber arus Konstanta Rangkaian Hubungan antara sumber-sumber dan konstanta rangkaian Rangkaian Elektrik (c) P. Hsu

11 Gelombang sumber tegangan DC Baterai AC Genset Rangkaian Elektrik?? (c) P. Hsu

12 Pengujian Laboratorium Load 24V ezdsp RS232 (optional) 5V DC (c) P. Hsu

13 BESARAN DAN SATUAN (c) P. Hsu Besaran Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur. Besaran terdiri dari : Besaran dasar : besaran yg tidak tergantung pd besaran lain Besaran turunan : besaran yang diturunkan dari besaran 2 dasar. Jadi merupakan kombinasi dari besaran dasar. Besaran pelengkap : besaran yang diperlukan untuk membentuk besaran turunan. (c) P. Hsu

14 Satuan Satuan adalah ukuran dari pada suatu besaran. a.sistem satuan metrik (universal), yaitu : Satuan Panjang dalam meter (m). Panjang itu sama dengan lintasan yang ditempuh cahaya dalam ruang hampa selama 1/ detik Satuan Massa dalam gram (g). Satu gram (1 gram) didefinisikan massa 1 cm 3 air yang telah disuling dgn suhu 4 derajat Celcius (C) dan pada tekanan udara normal (760 mm air raksa atau Hg). Satuan Waktu dalam sekon (s). Satu sekon (1 sekon) didefinisikan sebagai 1/ hari matahari rata-rata. (c) P. Hsu (c) P. Hsu

15 Satuan Arus Nilai ampere Internasional didasarkan pada endapan elektrolit perak dari larutan perak nitrat. 1 Ampere Internasional didefinisikan sebagai arus yang mengendapkan perak dengan laju kecepatan sebesar 1,118 miligram per sekon dari suatu larutan perak nitrat Standard. 1 Amper didefinisikan sebagai arus searah konstan yang mengalir dalam dua kawat sejajar dengan panjang tidak terhingga dalam ruang hampa yang terpisah sejauh satu meter dan menghasilkan gaya sebesar newton per meter. Satuan Temperatur Derajat Kelvin (K) telah ditetapkan dengan mendefinisikan temperatur termodinamik dari titik tripel air pada temperatur tetap sebesar 273,160 0 K. Titik tripel air ialah suhu keseimbangan antara es dan uap air. Skala praktis internasional untuk temperatur adalah derajat Celcius (0 C) dengan simbol t. Skala Celcius mempunyai dua skala dasar yang tetap yaitu : Titik triple air yang sebenarnya 0,01 derajat C Titik didih air yang besarnya 100 derajat C, keduanya pada tekanan 1 atmosfer. T (0 C) = T (0 K) - To dimana To = 273,16 derajat K (c) P. Hsu

16 Intensitas Penerangan Intensitas penerangan disebut lilin (candela). 1 lilin didefinisikan sebagai 1/60 intensitas penerangan setiap centimeter kuadrat radiator sempurna. Radiator sempurna adalah benda radiator benda hitam atau Planck Standard Primer untuk intensitas penerangan adalah sebuah radiator sempurna pada temperatur pembekuan platina (kira-kira C). Besaran Turunan Satuan lainnya dijabarkan dari ketiga satuan dasar diatas yaitu panjang, massa dan waktu. Semua pengalian dari satuan dasar diatas adalah dalam sistem Desimal. Sistem absolut CGS atau sistem Centi Gram Sekon, ini dikembangkan dari sisem metrik MKS atau Meter Kilogram Sekon. (c) P. Hsu (c) P. Hsu

17 b. Sistem Internasional Sistem Internasional (SI) menggunakan enam sistem satuan dasar. Perkalian faktor 10 Satuan SI FAKTOR PERKALIAN NAMA SIMBOL tera T 10 9 giga G 10 6 mega M 10 3 kilo k 10 2 hecto h 10 deca d 10-1 deci d 10-2 centi c 10-3 mili mm 10-6 micro μ 10-9 nano n pico p fento f atto a 3. Dimensi Dimensi adalah cara penulisan dari besaran-besaran dengan menggunakan simbol-simbol (lambang 2 ) besaran dasar. Kegunaan dimensi adalah : Untuk menurunkan satuan dari suatu besaran. Utk meneliti kebenaran suatu rumus atau persamaan. Contoh : Dimensi Gaya (F) F m. a M. L. T 2 Dimensi Kecepatan (v) v panjang waktu meter. L. T detik 1 (c) P. Hsu

18 Besaran Dasar dan Satuan SI No Besaran Simbol Dimensi Satuan Simbol 1 Panjang L meter m 2 Massa M kilogram kg 3 Waktu T sekon s (det) 4 Kuat Arus I Ampere A 5 Temperatur θ Derajat Kelvin K 6 Intensitas Cahaya J Lilin (Kandela) Cd a b Besaran Pelengkap Sudut Dasar (Plane Angle) Sudut Ruang (Solid Angle) - Radian Rad - Steradian Sr Besaran Dasar dan Satuan SI BESARAN LISTRIK SATUAN ALAT UKUR Tegangan volt Voltmeter Tahanan ohm Ohmmeter Arus ampere Amperemeter Daya watt Wattmeter Energi wattjam (kwh) kwhmeter Frekuensi hertz Frekuensimeter Induktansi henry Induktasimeter Kapasitansi dll farad Kapasitasmeter (c) P. Hsu

19 Pengukuran Alat ukur adalah alat yang dapat digunakan untuk mendapatkan / mengetahui hasil perbandingan antara suatu besaran / ukuran yang ingin diketahui dengan standar yang dipakai. Fungsi penting dari alat ukur baik alat ukur listrik maupun non listrik adalah untuk mengetahui nilai yang telah ditentukan sebagai batasan laik atau tidaknya peralatan / jaringan akan dioperasikan. Dalam pengukuran kita membandingkan suatu besaran dengan besaran standard. Sehingga dalam pengukuran perlu mengetahui besaran, satuan dan dimensi. Tugas 1 Carilah literatur untuk mecari definisi, menjelaskan, memberikan contoh untuk istilah serta pertanyaan berikut ini: Signal (sinyal), Signal Processing, dan Digital Signal Processing Sinyal digital, Sinyal analog, Sinyal kontinu, dan Sinyal diskrit Apakah sinyal digital itu selalu diskrit dan sinyal analog selalu kontinu? Adakah kaitannya antara analog v.s digital dengan kontinu v.s diskrit. Catatan: Wajib menuliskan sumber jawaban (referensi) Dikerjakan berkelompok (max 4 mahasiswa) Dikumpulkan pada pertemuan berikutnya (c) P. Hsu (c) P. Hsu

20 Tugas 2 Mengapa diperlukan notasi-notasi yang dituliskan pada slide ke-34? Berikan contoh operasi matematis dengan menggunakan notasi-notasi tersebut Catatan: Wajib menuliskan sumber jawaban (referensi) Dikerjakan berkelompok (max 4 mahasiswa) Dikumpulkan pada pertemuan berikutnya (c) P. Hsu (c) P. Hsu