Pengukuran Teknik STT Mandala 2014
Isi Analog dan Digital Komputer sebagai sistem pengukuran Bilangan dalam sistem komputer Komponen sistem akuisisi data
ANALOG DAN DIGITAL Sebagian besar besaran ukur berbentuk analog Sinyal analog bervariasi kontinu thd waktu Contoh: 220 V ac, 60 Hz tegangan listrik jala-jala Contoh sinyal analog Informasi digital dikirim dan diproses dalam bentuk bit-bit Setiap bit ditentukan oleh satu atau salah satu dari dua level logika Interval waktu antara bit disebut interval bit Yang paling sering digunakan sbg keadaan logika adalah level tegangan (misalnya0 dan 5 V dc) 3
Mengapadigital? 1. Elektronika digital lebih mudah untuk dirancang dan difabrikasi, mis IC, harga murah, produk massal dibanding kapasitor dll 2. Mudah untuk merekam, menyimpan dan menampilkandata, contoh: voltmeter digital menampilkan bilangan numerik dari tegangan dibanding dengan tegangan analog yang harus diinterpolasi secara visual jika jarum penunjuk beradadiantara2 skala 3. Tahan terhadap gangguan/ noise
Isi Analog dan Digital Komputer sebagai sistem pengukuran Bilangan dalam sistem komputer Komponen sistem akuisisi data
Komponensistemkomputer Display Digital input-output (ports or expansion bus) CPU and RAM Printer Mass storage (disk drives) Keyboard
Komponenkomputersecaraumum Central Processing Unit (CPU) Program (Software) Random Access Memory (RAM) - ROM Sistempenyimpananmassal pita magnetik, disk drive, optical drive Monitor/Display Peralataninput pengguna(keyboard, mouse, joystick dll) Printer dan plotter
Isi Analog dan Digital Komputer sebagai sistem pengukuran Bilangan dalam sistem komputer Komponen sistem akuisisi data
Bilangandalamsistemkomputer Komputer menggunakan flip-flop bistabil untuk menyimpaninformasi, yang hanyamemiliki 2 keadaan: on (1) danoff (0) Contoh: 1 0 0 1 bilanganbiner4 bit MSB LSB 1 byte = 8 bit MSB:Most Significant Bit LSB: Least Significant Bit
Contoh Konversikan bilangan biner 8 bit 01011100 ke bilangan desimal Tentukan bilangan biner 8 bit yang mempunyai nilai yang sama dengan bilangan desimal 92
1. 01011100 N 10 =0(2 7 )+1(2 6 )+0(2 5 )+1(2 4 )+1(2 3 )+1(2 2 )+0(2 1 )+0(2 0 ) =0+64+0+16+8+4+0+0 =92 2. By a series of divisions by 2 remainder 2 92 2 46 0 LSB 2 23 0 2 11 1 2 5 1 2 2 1 2 1 0 0 1 MSB Jawaban 1011100 tapi karena yg Diminta adalah 8 bit 01011100 11
Bilangannegatif? Ygpaling seringdigunakan: biner2 komplemen Prosedur: konversikan bilangan bulat ke biner seperti bilangan positif gantisemuabit ubah0 menjadi 1 dan1 menjadi 0 tambahan1 LSB kehasilakhir mis. konversikan 92 ke 8-bit bilangan biner komplemen 2 Jawab: dari sebelumnya. 01011100 ganti 10100011 +1 LSB 10100011 2 + 1 2 menjadi10100100
Catatan Bilangan positif selalu mempunyai 0 sebagai MSB dan bilangan negatif mempunyai 1 sebagai MSB Dalam sistem komputer, sebuah kode khusus digunakan: ASCII American Code for Information Interchange, contoh, k=01101011 2 =107 10
KodeASCII
Isi Analog dan Digital Komputer sebagai sistem pengukuran Bilangan dalam sistem komputer Komponen sistem akuisisi data
Komponendalamsistemakuisisi data berbasiskomputer Multiplexer Sub-sistem simultaneous sample and hold ADC DAC
Data Acquisition Card
MUX 4 channel
KonverterAnalog kedigital (ADC) Mengkonversi sinyal analog kontinu menjadi sinyal digital diskrit Output dariadc memiliki 2 N nilai kemungkinan Jika N makin tinggi, nilai kemungkinan menjadi lebih banyak, jadi lebih akurat
Rumusuntukmencarioutput digital dariadc Untukkomplemen2, jikateganganinput analog diketahui makaoutput D o = V int V i ru V V rl rl 2 N 2 2 N Untukbineroffset ataubinersederhana, jikateganganinput analog diketahui makaoutput Vi Vrl Do = int 2 Vru Vrl N
Contoh Perkirakanoutput digital untukteganganinput analog 6,115 V melaluiadc 4 bit Solusi, untuk biner sederhana D o 6.115 0 = int x2 10 0 4 = int(9.78) = 10
KesalahanKuantisasi Ketidakpastiandalamresolusi(termasukdalamkesalahanacak, analog Terhadap kesalahan pembacaan digital karena output dari ADC berupa Nilai discrete adalah Kesalahan resolusi input = ± V 0.5 ru 2 V N rl volts Disebut kesalahan kuantisasi yaitu ±0.5LSB
KonverterDigital keanalog (DAC) Mengkonversi sinyal digital diskrit menjadi sinyal analog kontinu Contoh: untuk mengoperasikan motor DC, pemanas atau aktuator katup Similar specs as ADCs, i.e. depends on no. of input bits, analogue output range and conversion speed.
Contoh: konverter4 bit DAC 1. R n =2 n R f 2. Ketikasaklarditutup, i n mengalir ke i n = v R R n = vr n 2 Rf 3. The op-amp converts the currents to voltages v o = R f k n= 1 i n
Ilustrasi Sebuah kode digital 1011 (sama dengan 11) untuk rangkaian ADC di atas denganr f = 5 kω dan v s =-10 V maka i 1 =-1 ma i 2 =0 i 3=-1/4 ma i 4 =-1/8 ma Denganmenjumlahkanarus-arustsbdanmengalikandengan R f V o =6.875 V yg merupakan11/16 dariteganganreferensiskalapenuh
Terima kasih