BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dengan meluasnya pemakaian personal computer (PC) sekarang ini, maka semakin mudah manusia untuk memperoleh PC dan makin terjangkau pula harganya. Ada banyak komponen hardware pada PC, salah satunya adalah Soundcard. Soundcard adalah hardware yang merubah gelombang suara menjadi sinyal listrik kemudian dikonversi kedalam format digital yang dapat dibaca oleh komputer. Dengan demikian sound card pada komputer memiliki dua fungsi yaitu sebagai data akuisisi dan juga sebagai transduser yang merubah sinyal listrik menjadi gelombang suara. Setiap personal computer (PC) sudah dilengkapi dengan perangkat keras kartu-suara atau soundcard yang umumnya digunakan sebagai perangkat hiburan (entertainment) untuk mendengarkan musik. Umumnya perangkat tersebut menyatu (on board) dengan papan rangkaian induk (motherboard) komputernya, namun dapat juga merupakan rangkaian terpisah untuk ditambahkan pada papan rangkaian induknya. Personal Computer merupakan perangkat digital yang mengolah sinyal digital bit demi bit, sedangkan musik atau suara pada umumnya merupakan sinyal analog. Jadi pada soundcard seharusnya terdapat perangkat untuk mengubah sinyal analog menjadi sinyal digital (analog to digital converter, ADC, agar dapat diolah oleh PC) dan untuk mengubah sinyal digital kembali menjadi sinyal analog (digital to analog converter, DAC, agar dapat disalurkan ke pengeras suara/loudspeaker).
Umumnya soundcard tidak menggunakan rangkaian ADC dan DAC yang terpisah, tetapi menggunakan rangkaian-terintegrasi yang dinamakan CODEC (coder/decoder). Rangkaian ADC dan DAC merupakan rangkaian yang umum digunakan pada perangkat pengambil data (data acquisition device). Sistem akuisisi data merupakan salah satu elemen yang sangat penting dalam setiap sistem instrumentasi. Mahalnya sistem akuisisi data seringkali dipengaruhi oleh mahalnya harga ADC (Analog to Digital Converter) di dalamnya. Semakin tinggi resolusi ADC maka semakin mahal pula harganya. Selain harga dan resolusi, sistem akuisisi juga diharapkan mudah dipindah-pindah (portable). Untuk mengatasi masalah harga, portabilitas, dan resolusi maka perlu dieksplorasi rancangan sistem yang menggunakan masukan soundcard untuk antar muka sehingga pada prinsipnya soundcard dapat digunakan untuk maksud tersebut. Pada rangkaian soundcard terdapat port masukan untuk dihubungkan ke mikropon, dan port luaran untuk dihubungkan ke pengeras suara. Kedua port tersebut dapat digunakan untuk memanfaatkan soundcard sebagai alat bantu praktikum fisika, seperti oscilloscope dengan cara menggunakan port masukan yang dihubungkan ke rangkaian sensor/detektor, dan menggunakan port luaran sebagai pembangkit sinyal (signal generator). Perlu diketahui bahwa soundcard dirancang untuk sinyal bolak-balik (ac signal) sehingga apabila digunakan untuk mengukur tegangan searah (dc voltage) diperlukan rangkaian khusus (misalnya dc-chopped amplifier atau frequency-to-voltage converter). Besar sinyal pun harus diperhatikan agar tidak merusak rangkaian penguat-depan pada soundcard (tergantung spesifikasi soundcard yang digunakan). Pada soundcard biasanya ada dua port masukan yakni MIC dan LINE. Untuk sinyal yang lemah (hingga 10 mv) bisa dimasukan ke port MIC sedangkan untuk sinyal yang cukup kuat (hingga 2 volt) dimasukan ke port LINE. Untuk sinyal yang sangat lemah (kurang dari 1 mv) tentunya harus diperkuat dahulu dengan memperhatikan batasan tegangan masukan pada soundcard. Sebenarnya penggunaan soundcard untuk pengambilan data maupun untuk keperluan
praktikum fisika bukanlah hal yang baru. Sebuah software LabVIEW telah memperkenalkan kemampuannya untuk mengolah sinyal menggunakan soundcard. Dengan menggunakan software tersebut maka PC dapat digunakan sebagai signal generator (untuk membangkitkan sinyal audio) dan sebagai oscilloscope (untuk mengamati sinyal dalam domain waktu). Dalam penelitian ini software LabVIEW Evaluation versi 11 (Laboratory virtual Instrumentation engineering Workbench) digunakan sebagai software untuk mendesign suatu signal generator dan oscilloscope secara virtual. LabVIEW merupakan bahasa pemrograman grafis atau block diagram yang digunakan untuk memperoleh data dari instrumen, memproses data, menganalisa data serta sebagai instumen kontrol dan peralatan. Dari segi harga, sistem akuisisi data diharapkan menjadi murah karena ADC 16 bit sudah ada didalamnya. Dari segi portabilitas, sistem ini diharapkan cukup portabel karena menggunakan antar muka melalui port eksternal (masukan soundcard). Aplikasi LabVIEW 11 dan soundcard ini diharapkan dapat menjembatani kesenjangan antara teori dan praktek seperti disebut di atas. Sehingga melalui penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan sistem akuisisi data yang murah, portabel, dan beresolusi tinggi. 1.2 Perumusan Masalah Berdasarkan uraian diatas, maka penulis merumuskan masalah yang terjadi : 1. Solusi praktis untuk mendapatkan sistem akuisisi data yang murah, portable, dan memiliki resolusi tinggi. 2. Merancang suatu signal generator dan oscilloscope secara virtual
1.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah yang dibahas dalam penelitian ini adalah: 1. Perancangan sistem untuk Signal generator virtual hanya dikhususkan untuk membangkitkan sinyal dalam range frekuensi 20 Hz 20 khz. 2. Tegangan yang diterima terbatas untuk tegangan kecil, yaitu 10 mv (tergantung pada spesifikasi soundcard ). 3. Perancangan sistem untuk virtual oscilloscope untuk mengukur dan mengolah nilai frekuensi dalam range 20 Hz 20 khz. 1.4 Tujuan Penelitian Membuat sistem virtual untuk pengukuran frekuensi dengan memanfaatkan sound card sebagai modul akuisisi data dan LabVIEW Evaluation 11 sebagai perangkat lunak. 1.5 Manfaat Penelitian 1. Untuk memperluas penggunaan soundcard selain untuk keperluan audio. 2. Mempunyai instrumentasi virtual sederhana yang dapat digunakan sebagai pengganti signal generator dan oscilloscope untuk digunakan dalam praktikum fisika. 1.6 Sistematika Penulisan Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan sebagai berikut :
BAB I. PENDAHULUAN Dalam bab ini dibahas tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat serta sistematika penulisan. BAB II. TINJAUAN PUSTAKA Dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari sistem akuisisi data, antara lain Instrumentasi Virtual, Modul Akuisisi Data, Perangkat lunak LabVIEW 11, perangkat keras Soundcard dan komponen pendukung lainnya. BAB III. PERANCANGAN SISTEM Pada bagian ini akan dibahas perancangan dari sistem akuisisi data, yaitu diagram blok rangkaian dan diagram alir dari program yang akan diisikan ke komputer menggunakan LabVIEW 11. BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini akan dibahas hasil analisa performa signal generator virtual dan oscilloscope virtual yang dibuat. Hasil analisa signal generator virtual akan dibandingkan dengan hasil pembacaan oscilloscope tetronix.. Sedangkan performa sinyal oscilloscope virtual akan dibandingkan dengan virtual SCOPE yang bersifat komersil. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari perancangan sistem akuisisi data serta saran, apakah sistem ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja yang sama.