Sistem Pengaturan Waktu iil Teknik Akusisi Data (1) Ir. Jos Pramudijanto, M.Eng. Jurusan Teknik Elektro FTI ITS Telp. 594732 Fax.5931237 Email: jos@elect-eng.its.ac.id Sistem Pengaturan Waktu iil - 2
Proses Akusisi Data Preprocessing Amplifikasi Zero and Span Filtering Konversi Data Post Processing Objektif: Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 2
Teknik Akusisi Data adalah rangkaian proses pengambilan data mulai dari hasil sensing (output sensor) sampai data tersebut dapat dioperasikan di komputer (tersedia di memori dan merupakan data yang valid serta bebas dari noise) Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 3
Proses Akusisi Data Preprocessing Pemrosesan awal suatu sinyal, yang terdiri dari: amplifikasi, zero & span dan pemfilteran. Konversi Data Pemrosesan dilakukan oleh komponen yang mengubah dari representasi sinyal analog ke digital (ADC). Postprocessing Proses pengolahan lanjut yang perlu dilakukan sebelum data yang telah terkonversi atau terkuantisasi diaplikasikan sebagai data pengukuran untuk proses pengaturan. Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 4
Preprocessing Thermocoupl e PreAmp Zero&Span Filtering 5 V - 2 V / 3 o C - 4 o C - 12 V - 5,1 V angkaian Zero & Span dan Filtering dijadikan satu, jika filter di atas menggunakan komponen filter aktif. Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 5
Konversi Data Personal Komputer Kuantisasi ADC - 5,1 V 3 o C - 4 o C angkaian Konversi Data atau Analog to Digital Converter (ADC). esolusinya ditentukan oleh jumlah bit yang bisa direpresentasikan terhadap tegangan input analog. Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 6
Postprocessing Personal Komputer Kuantisasi - Linierisasi - Filtering - Statistical Processing Proses Postprocessing sangat perlu dilakukan jika data yang didapatkan dari proses sebelumnya tidak linier. Untuk melakukan proses ini tergantung dari karakteristik data yang didapat dari proses sebelumnya. Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 7
Proses Akusisi Data Analog Sinyal dari Sensor Analog Paralel/Serial Port PreAmp Zero&Span Filtering ADC Data Siap diproses Postprocessing Kuantisasi Komputer Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 8
Proses Akusisi Data Digital Sinyal dari Sensor Digital Paralel/Serial Port Kuantisasi Postprocessing Data Siap diproses Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 9
Amplifikasi pada Preprocessing Amplifikasi adalah proses penguatan tegangan atau arus dari sensor yang biasanya dilakukan oleh suatu rangkaian Instrument Amplifier / Op.-Amp. Konfigurasi bisa dengan: Inverting Amplifier Non-Inverting Amplifier. Jika penguatan: 1 kali cukup 1 stage penguatan 1 1 kali cukup 2 stage penguatan dst Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 1
Inverting Amplifier Tegangan pada summing point = input (+) = Jumlah arus pada summing point = I I2 1 2 I 2 V out 2 1 V in v in 1 I 1 - + vout Penguat (amplifier) dengan gain 2 / 1 Attenuator 2 < 1 Impedansi input = 1 Impedansi output rendah tidak dipengaruhi pembebanan Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 11
Non-Inverting Amplifier Input tegangan pada terminal noninverting (+) Gain positif > 1 Impedansi input tinggi Impedansi output rendah v i + - vo v i 1 1 v o 2 2 1 v o 1 1 2 v i 1 2 1 v i Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 12
Zero & Span Suatu rangkaian dari komponen aktif (Op- Amp) yang digunakan untuk menghasilkan level sinyal yang diinginkan. Jika pada filtering sudah digunakan filter aktif, maka rangkaian ini tidak diperlukan lagi. Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 13
Contoh: angkaian Zero & Span +V V in os i - comp f +V 22 k + + +(m V in + b) -V -(m V 22 k in + b) - 11 k +V -V V out f i V in f os V V out // // comp f os i m f i V in b f os V Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 14
Klasifikasi Filter Berdasarkan fungsi (daerah yang diredam) filter analog dapat diklasifikasikan atas: LPF (Low-Pass Filter) HPF (High-Pass Filter) BPF (Band-Pass Filter) BSF (Band-Stop Filter) Berdasarkan gain dan ripple yang mungkin direalisasikan, filter dapat diklasifikasikan atas: Filter Butterworth Filter Chebyshev I dan II Filter Elliptic Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 15
Frekwensi espon Low-Pass Filter Cutt-off Frequency (Passband Frequency) 1 rad/sec Low-Pass Butterworth orde satu Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 16
Frekwensi espon High-Pass Filter Cutt-off Frequency (Passband Frequency) 1 rad/sec High-Pass Butterworth orde satu Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 17
Frekwensi espon Band-Pass Filter Center Frequency 1 rad/sec Pass-Band Width 5 rad/sec Band-Pass Butterworth orde satu Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 18
Frekwensi espon Band-Stop Filter Center Frequency 1 rad/sec Band-reject (Pass-Band Width) 5 rad/sec Band-Stop Butterworth orde satu Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 19
Gain dan ipple Filter Untuk kemudahan merealisasikan filter berdasar pada besarnya gain pada frekwensi cutt off dan besarnya ripple pada frekwensi pass band, filter dapat diklasifikasikan atas: Filter Butterworth. S. Butterworth (seorang insinyur Inggris menyampaikan gagasan respon filter tahun 193). Filter Chebyshev. Pafnuti Chebyshev seorang matematikawan usia (1821-1894). Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 2
Frekwensi espon Filter Butterworth Cutt-off Frequency (Passband Frequency) 2 rad/sec Low-Pass Butterworth orde dua Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 21
Frek.espon Filter Chebyshev I (1) Cutt-off Frequency (Passband Frequency) 3 rad/sec Low-Pass Chebyshev orde dua Pass Band ripple,5 db Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 22
Frek.espon Filter Chebyshev I (2) Cutt-off Frequency (Passband Frequency) 3 rad/sec Low-Pass Chebyshev orde dua Pass Band ripple 1 db Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 23
Frek.espon Filter Chebyshev I (3) Cutt-off Frequency (Passband Frequency) 3 rad/sec Low-Pass Chebyshev orde dua Pass Band ripple 2 db Sistem Pengaturan Waktu iil - 2 24