Kontrol Industri

5/20/2018 Kontrol Industri

1/133EE141 Digital Integrated Circuits2nd Introduction

Otomasi Sistem Produksi

Peralatan Pengendali di Industri


2/133EE141 Digital Integrated Circuits2nd Introduction2

Perkembangan otomasi industri

dari pekerjaan menggunakan tangan manusia,

kemudian beralih menggunakan mesin, berikutnyadengan electro-mechanic(semi otomatis) dansekarang sudah menggunakan robotic (fullautomatic) seperti penggunaan FlexibleManufacturing Systems (FMS) dan Computerized

Integrated Manufacture(CIM)

Model apapun yang digunakan dalam sistem otomasidi industri sangat tergantung kepada keandalansistem kendali yang dipakai. Hasil penelitianmenunjukan secanggih apapun sistem kendali yangdipakai akan sangat tergantung kepada sensormaupun transduser yang digunakan.



T

ACB

v1

v2

Satu kata: GANGGUAN!

Kita ingin mencapai h al-halber ikut :

1. Kes alamatan (safety )

2. Proteksi l ingkun gan

3. Proteks i peralatan

4. Operasi yang lancar

5. Kual i tas produ k

6. Prof i t7. Memonitor d an mendiagnosis

Kenapa Pengendalian Perlu?



Satu kata: GANGGUAN!

FR

FV

xB

xD

Kenapa Pengendalian Perlu?



T

A

CB

v1

v2

Pengendal ian adalah mung kin bisa di lakukan hanyajika ins inyu r menyed iakan peralatan yang

dibu tuhkan selama desain proses.

Bagian 1: Peralatan pengendalian

Final element

Final

element

Sensors Comput ing and

interface for

person

Komunikas i

Kenapa Pengendalian itu Mungkin?



Pengendal ian adalah mungkin bisa di lakukan hanyajika ins inyu r menyed iakan peralatan yang

dibu tuhk an selama disain proses.

Bagian 2: Peralatan pengendalian

Bagaimana kita

menentukan luas

perpindahan panas?

T

A

CB

v1

v2

Bagaimana kita

menentukan

vo lume

reaktor?

Kenapa Pengendalian itu Mungkin?



7

Sensor, indikator lok al,

dan katup dalam p roses

Tamp ilan variabel, kalkulasi, dan

perintah ke katup ada di pus at

kont ro l

Menunjukkan p anel

pengend al ian tipe yang lebih

lama

Di mana Pengendalian Dilakukan?



8

Sensor, indikator lok al,

dan katup dalam p roses

Tamp ilan variabel, kalkulasi, dan

perintah ke katup ada di pus at

kontrol .

Menunjukkan panel kontrol m odern

berbasis komputer

Centra l contro l room

Di mana Pengendalian Dilakukan?



9

LC

FC

TC

A

Gambar perpipaan dan instrumentasi (P&I drawings ) menyediakandokumentasi .

Sistem ter la lu kompleks untuk digambarkan dalam kata-kata.

Kita harus menggunakan simbol-s imbo l standar.

F = flow

L = level

P = pressure

T = temperature

A = Analyzer (m is.

atau pH)

Bagaimana Disain Pengendalian

Didokumentasikan?



Alat primer dan pengendali pilot

Alat pengendali adalah komponen yang

mengatur daya yang diberikan pada

beban listrikSemua komponen yang digunakan

pada rangkaian pengendali motor dapat

dibuat dalam tingkatan baik sebagai alat

pengendali primer maupun penunjuk



Alat pengendali primer seperti kontaktor

motor, stater, pengontrol.

Alat pengendali penunjuk seperti relayatau kontaktor yang mengaktifkan

rangkaian daya, mengatur operasi.Yang

termasuk alat penunjuk adalah tombol

tekan, saklar aliran, saklar tekanan atau

thermostat


12/133

EE141 Digital Integrated Circuits2nd Introduction

Saklar Manual

Saklar manual adalah saklar yang dikontrol dengantangan

Contohnya adalah Saklar geser

Saklar Dual In-Line Package Saklar rocker

Saklar rotari

Saklat thumbweel

Saklar pemilih

Saklar tombol tekan Saklar drum


13/133


Saklar Mekanis

Adalah saklar yang dioperasikandengan tombol-tombol otomatis,misalnya tekanan, suhu, posisi.

Jenisnya adalah:

Saklar limit

Saklar mikro

Saklar thermostat Saklar tekanan

Saklar level


14/133


SENSOR

14


15/133

EE141 Digital Integrated Circuits2nd Introduction15

RANCANGAN SENSOR DAN AKTUATOR


16/133


DEFINISI

D Sharon, dkk (1982), sensoradalah suatuperalatan yang berfungsi untuk mendeteksigejala-gejala atau sinyal-sinyal yang berasaldari perubahan suatu energi seperti energilistrik, energi fisika, energi kimia, energi

biologi, energi mekanik

Contoh; Camera sebagai sensor penglihatan,telinga sebagai sensor pendengaran, kulit

sebagai sensor peraba, LDR (light dependentresistance) sebagai sensor cahaya, danlainnya.


17/133


Tujuan dari sebuah sensor adalah

merespon sejenis masukan dan

mengubah masukan tersebut menjadisinyal listrik. Jadi, luaran (output) dari

sensor pasti sinyal listrik, dapat berupa

arus atau beda potensial.

17


18/133


DEFINISI

William D.C, (1993), transduseradalah sebuah alatyang bila digerakan oleh suatu energi di dalamsebuah sistem transmisi, akan menyalurkanenergi tersebut dalam bentuk yang sama atau

dalam bentuk yang berlainan ke sistem transmisiberikutnya. Transmisi energi ini bisa berupalistrik, mekanik, kimia, optic (radiasi) atau thermal(panas).

Contoh; generator adalah transduser yang merubahenergi mekanik menjadi energi listrik, motor adalahtransduser yang merubah energi listrik menjadienergi mekanik, dan sebagainya.


19/133

EE141 Digital Integrated Circuits2nd IntroductionSlide - I 19

Contoh Sensors

Sensor Gas

Sensor Infra-merah

Pasif

Sensor

Ultrasonic

Encoder

Sensor Kelembaban

(Humidity)Sensor Temperature


20/133


Peryaratan Umum Sensor dan Transduser

Sensitivitas

Sensitivitas sering juga dinyatakan dengan bilangan yang

menunjukan perubahan keluaran dibandingkan unit perubahanmasukan.

Respon waktu

Waktu

1 siklus

50

40

30

50

40

30

(a) Perubahan

lambat

(b) Perubahan cepat


21/133


ketentuan lain dalam memilih sensor yang

tepat

Apakah ukuran fisik sensor cukup memenuhi untukdipasang pada tempat yang diperlukan?

Apakah ia cukup akurat?

Apakah ia bekerja pada jangkauan yang sesuai? Apakah ia akan mempengaruhi kuantitas yang sedang

diukur?.

Apakah ia tidak mudah rusak dalam pemakaiannya?.

Apakah ia dapat menyesuaikan diri denganlingkungannya?

Apakah biayanya terlalu mahal?


22/133


PERBANDINGAN

Kepekaan Ukuran Ada tdk nya

object

Detektor

Transducer

Sensor


23/133


JENIS DAN MACAM-MACAM SENSOR

Sensor terdiri atas tiga jenis, yaitu : Sensor Analog, : meliputi sensor LVDT (Linier variabel

Differensial Transformer), sensor temperatur (thermokopel,RTD, thermistor, IC), Strain gage dan load cell, LDR dan lain-lain.

Sensor Digital : meliputi rotary encoder,

Sensor ON/OFF : meliputi senssor proximity (kapasitip, induktifdan infra red), limit switch dan lain-lain.

Macam-macam sensor meliputi : sensor perpindahan dan posisi : potensiometer, LVDT dan

RVDT, Linier Motion Variable Capacitor (LMVC).

Sensor berat : LVDT, Strain gage, Load Cell Sensor fluida : Level dan tekanan (pengapung, LVDT, kapasitip,

ultrasonic), aliran (magnetik)

Sensor sistem Navigasi : Gyrostar

Sensor monitoring lingkungan: COx, NOx, SOx, Kelembaban,dll


24/133


PHOTO SENSOR

24

Photo Sensor atau sensor cahaya yang berfungsi untukmendeteksi benda padat yang melintas didepannya baik

itu kayu, logam, karet dll.

Cara kerja sensor ini amatlah sederhana, ketika sensor

tertutup cahayanya oleh suatu benda padat maka sensor

tersebut akan bekerja sehingga kontak yang ada padanyaakan terhubung. Sensor ini umumnya digunakan untuk

mendeteksi material masuk atau keluar pada suatu mesin

tertentu.


25/133


Sensor Fluida

Courtesy, Intel

Sensor fluida dibagi dalam

tiga kelompok yang

sesuai dengan parameter

yang diukur, yaitu tekanan,

level, dan aliran.

Didalam manufaktur harus

dapat mengukur 1 atau

lebih parameter. Dalam

dunia industri sensor fluidasangat banyak digunakan.

Senso r Tekanan

Sensor level

Sensor al iran (Flow Sensor)


26/133


SENSOR TEKANAN

26

Ini adalah gambar Pressure Switch atau sensor tekanan, berfungsi

untuk mendeteksi tekanan pada suatu bidang atau tekanan dalampipa atau tabung, Pressure Switch terdapat beberapa jenis sesuai

dengan media yang hendak diukur, ada Pressure switch air,

udara, oli, dan steam atau uap panas, gambar diatas adalah

Pressure switch udara.

Cara kerja Pressure switch yaitu ketika lubang masukan mendapattekanan hingga melebihi batas pengaturan atau setting maka

Pressure switch akan bekerja dan kontak didalamnya akan bekerja

dari on ke off.

Salah satu pemakaiannya yang sering kita jumpai adalah pada mesin

pompa air dirumah kita untuk menghidupkan dan mematikan pompa,

atau pada mesin kompresor yang terdapat pada tukang tambal ban

apabila udara dari kompresor sudah penuh maka kompresor akan

mati dengan sendirinya.


27/133


Sensor Tekanan

Courtesy, Intel

Tekanan didefinisikan sebagai

gaya persatuan luas (F/A).

Tekanan yang diukur denganmenggunakan ruang hampa sebagai

referensi, yang biasa disebut dengan

tekanan absolut. Semua tekanan

diukur dalam dua sisi yaitu satu sisi

untuk pengukuran dan satu sisi yang

lain untuk referensi.Tekanan dibawah kolom fluida

tergantung pada ketinggian kolom dan

kerapatan fluida yaitu :

p = f g h

Dengan :

g = konstanta untuk mengubah

massa atau berat, 980,665 cm/dtk2

h = tinggi kolom

F = gaya

S L l


28/133


Jadi semakin tinggi level

cairan semakin berat pula

tekanan dalam tangki dan

tekanan inilah yang diukur

yang disesuaikan/dikalibrasi

dengan level ketinggian

cairan dalam tangki.

.

Sensor Level

Courtesy, Intel

Ada beberapa metode dalam

pengukuran level cairan ini,

Pengukuran level yang palingsederhana dan umum dilakukan

dengan menggunakan float atau

pengapung yang akan bergerak naik

turun sesuai dengan level dari cairan

yang diukur. Selain itu, pengapung inidihubungkan langsung ke tranduser

yang perubahan secara proporsional

terhadap level. Metode lain untuk

pengukuran level ini ialah dengan

menggunakan sensor tekanan yaitumemanfaatkan hubungan langsung

antara level atau volume cairan

dengan tekanan pada dasar tangki.

P

Potensiometer


29/133


Sensor Level

Courtesy, Intel

S L l


30/133


Sensor Level

Courtesy, Intel

Masih banyak metode-metode yang lain diantaranya yaitu menggunakan

konduktivitas (conductivity) dan kapasitas, cahaya (light), dan gelombang suara(sonic)

Kerugiannya dari sistem pengapung dan potensiometer, yaitu mempunyai

keterbatasan gerakan, sistem mekaniknya harus diinstalasi didalam tangki yang

hal umumnya tidak mudah dilakukan.

Jika menggunakan sensor level kapasitif (lihat gambar 3.20), maka kapasitas suatu

kapasitor plat sejajar dapat dihitung melalui :A.

C = ----------

d

C = kapasitas

A = luas penampang plat

= konstanta dielektrikd = jarak antara 2 plat


31/133


Sensor aliran (Flow Sensor)

Untuk mendeteksi adanya aliran fluida maupun mengukur

kecepatan dari fluida dapat dilakukan dengan sensor aliran. Adabeberapa jenis dari sensor aliran baik secara mekanis maupunsecara elektris. Secara mekanis dapat dilakukan dengan sistemorifice plate yaitu mengukur perbedaan tekanan antara aliranyang masuk pada plate dan tekanan yang keluar dari plat, besarperbedaan inilah yang dikonversikan ke besarnya aliran.

P1 P2


32/133


Sensor Aliran

Secara elektris ada beberapa cara yang populer yaitu dengan menggunakan

magnetik dan ultrasonik.

Transmitter (TX)

Receiver (RX)


33/133


Sensor Temperatur

Mengapa disebut sensor temperatur bukan sensor panas?

Contoh : kita membayangkan suatu cairan yang ditekan menyebabkan

aliran dengan cairan yang dipanaskan menyebabkan aliran panas yangdisebut temperatur.

Berfungsi untuk mendeteksi temperature ruang atau bidang.

Cara kerja sensor suhu atau temperature adalah pada saat bagian detector

suhu dari Thermostat mengalami perubahaan temperature yang melebihi

ambang batas atau setting dari thermostat tersebut maka kontak yang adapada thermostat tersebut akan bekerja dari on ke off.

Adapun pemakaian Thermostat ini salah satu penggunaannya adalah pada

mesin dispenser air, compresor AC dll yang banyak kita jumpai.


34/133


Prinsip sensor temperatur

Sistem pengis isan termometer (Fi lled Sys temThermometers)

Tipe ini termasuk jenis yang paling tua, yang konstruksinyaterdiri dari satu tabung gelas yang mempunyai pipa kapiler kecil

yang berisi vacum dan cairan serta reservoir cairan dan cairanini biasanya berupa air raksa. Perubahan panas menyebabkanperubahan ekspansi dari cairan atau dikenal temperature tovolumetric change kemudian volumetric change to level secarasimultan. Perubahan level ini menyatakan perubahan panasatau temperatur. Ketelitian jenis ini tergantung dari rancanganatau ketelitian tabung, juga penyekalanya.


35/133


Sensor temperatur dwi logam

Jenis ini menggunakan logam untuk sensornya. Logam yang digunakan adalah 2

buah yang masing-masingnya mempunyai karakteristik titik leburnyayang

berbeda.

Bila logam dipanaskan maka logam akan memuai

Karea karakteristik pemuaian dari kedua jenis logam pada dwi logam berbeda,

maka ujung yang bebas dari logam akan membengkok.

Penggunaan : thermostat

electric toaster, foffe pot, dan setrika listrik. sistem pemutus rangkaian (circuit

breaker)

-

-

-

-

-

=

=

=

==

=

Logam 1

Logam

2


36/133


Macam-macam sensor temperatur

Thermocouple

Thermocoupledisusun dari dua

jenis logam yang

hampir sejenis danbila dipanaskan akanmenghasilkanthermal electromotiveforce ketikasambungan bahan

mempunyaitemperatur yangberbeda.

Sambungan

pengukuran

thermocoupl

e

+

-

Sambungan

referensi


37/133


Sensor thermocouple

Thermocoupel Koefisien

Seebeck(uV/oC)

Sensitifitas DVM

untuk 0.10C (uV)

E

J

K

R

S

T

62

51

40

7

7

40

6.2

5.1

4.0

0.7

0.7

4.0

Koefisien Seebeck dan sensitifitas DVM


38/133


Sensor RTD

Penemu : Seebeck yangkemudian dikembangkan oleh Sir

William Siemens.

Prinsip ker ja: sensor ini

berdasarkan perubahan tahanandari beberapa jenis logam apabila

mendapatkan perubahan panas.

Semua logam akan mengalami

perubahan tahanan positif apabila

terjadi perubahan temperatur

yang positif.


39/133


Sensor temperatur RTD

Bahan: untuk sensor ini antara lain platina, nikel,

paduan nikel alloy, terutama tembaga karena

mempunyai tahanan yang rendah dan perubahan

tahanan yang linier

Nilai tahanan untuk RTD platina mempunyai jarak dari

10 sampai dengan 100 ohm untuk model bird gage.

Standar koefisien temperatur kawat platina (DIN 43760)

adalah = 0.00385. Untuk kawat 100 adalah 0.385/oC.Nilai ini adalah rata-rata dari 0oC sampai 100oC


40/133


Sensor temperatur thermistor

Thermistor adalah juga resistor yang

sensitif terhadap perubahan temperatur.

Thermistor biasanya dibuat dari bahan

semikonduktor. Thermistor umumnya

mempunyai koefisien temperatur negatif

(NTC), artinya apabila temperatur

bertambah maka tahanannya akan

berkurang, tetapi juga ada yang

mempunyai koefisien temperatur positif

(PTC).

VCC

Thermist

ror

NPN

BC10

8


41/133


Sensor temperatur dengan IC

Sensor dengan IntegratedCircuit (IC) tipe LM335

keluarannya 10 mV/0F dan

sensor yang lain tipe AD592

arus keluarannya 1A/oK. IC

tipe LM335 adalah sebagai

zener diode yang sensitifterhadap temperatur.

3 tipe IC yang mempunyai

jarak dan penggunaan yang

berbeda-beda. Apabila

mendapat pembiasan balikpada daerah breakdown,

maka keluarannya adalah

Vz = 2,73V + (10mV/oC) T

Tipe Range(0C) Pengguna

an

LM135

LM235

LM335

-55 t 150

-40 t 125

-40 t 100

Militer

Industri

Komersial


42/133


Sensor temperatur dengan IC

VOH = f(VOL)

VOL = f(VOH)

VM =f(VM)

Untuk menentukan ukuran batasan besarnya tahanan tergantung dari

besarnya tegangan suplai pada zener diode dan tegangan pada temperatur

nominal, yaitu:

R(bias) = V(su plai) V(nominal)Iz

Dalam manufaktur besarnya Iz = 1mA

Bila nilainya adalah linier maka hal ini adalah penting, karena arus beban kecil

maka dibandingkan dengan arus minimum yang melalui zener yaitu :

Vmak >> V(suplai) V mak

RL R(bias)


43/133


CONTOH

Jika rangkaian

menggunakan IC

LM335 yang

mempunyai jarak

10oC sampaidengan +50oC padatemperatur nominal

20oC, menggunakan

catu daya +5V hitung

tahanan beban

minimum yang

diperbolehkan.

Penyelesaian

Pada temperatur nominal maka outputnya :

Vz = 2,73 V + (10mV/0C) (200C) = 2,93 V

Tetapi, anode pada zener diode pada 2,73 V, maka tegangan

keluarannya adalah :Vout = Vz + V(offset) = (2,93 2,73) V = 200 mV

R(bias) = 5V 0,2V = 4,8 K

1mA

Dipilih harga R(bias) besarnya 4,7 K.

Untuk menentukan nilai minimum harus ditentukan R(zero)

pada I(bias), sehingga harus dipilih harga R(zero) > Vmak R(bias )V(supply) Vmak

Vz = 2,73 + (10)(50) = 3,23V

Vmak = 3,23V 2,73V = 0,5V

RL >> (0,5V)-(4,7K = 522

5V 0.5V


44/133


Sensor posisi dan perpindahan

Potensiometer

Potensiometer yang digunakanadalah potensiometer jenis linier.Potensiometer ini terdiri darislider yang dapat bergerak atau

bergeser diatas elemen tahanan,sehingga keluaran dari sensor iniberupa perubahan tahanan yangsebanding dengan perubahanposisi gerakan slider.

Gambar Potensiometer linier


45/133


CONTOH-1

Jika potensiometer digunakan

untuk mengukur sebuah panelyang bergerak sejauh 0,8

meter, dengan diperlukan

perubahan tahanan setiap 0,1

cm. Pada bagian mekanim

panel mempunyai sudut putarporos sebesar 250o jika

digerakkan dari posisi awal

sampai ke posisi akhir.

Kemudian untuk mendeteksi

putaran panel ini digunakanpotensiometer yang

mempunyai rasio 300o pada

putaran penuh dan mempunyai

1000 lilitan. Dapatkah hal ini

dilakukan

Penyelesaian :

Poros mempunyai jangkauan :

250 o /0,8m =0,3125 o /m

Atau : 3,125 o /cm

Resolosi 0,1 cm pada panel adalah :0,1 cm x 3,125 o /cm = 0,3125 o

Potensiometer mempunyai resolusi

sebesar : 300 o /1000 = 0,300 o

Oleh karena itu potensiometer dapatmendeteksi setiap perubahan sebesar

0,300 o yang lebih baik dari yang

dikehendaki yaitu sebesar 0,3125 o


46/133


CONTOH-2

Potensiometer mempunyairate 150 /1 watt (pada

temperatur diatas 65 oC

terjadi kenaikan 10 mW/oC)

dan mempunyai tahanan

terhadap panas sebesar30oC/Watt.

Dapatkah potensiometer ini

digunakan apabila dengan

catu daya 10 volt yang di-

operasikan pada temperatur

ambang 80 oC

Penyelesaian :Disipasi daya pada potensiometer adalah :

P = E2/R = (10 V)2/150 = 667 mW

Temperatur pada potensiometer tergantung pada

temperatur ambang dan kenaikan temperatur

disebabkan oleh daya disipasi padapotensiometer, yaitu :

Tpot = T ambang + P

= 80 oC + (667 mW)(30oC/W)

= 100oC

Daya disipasi yang diperbolehkan harus dikurangi

dengan 10 mW tiap derajat diatas 65o C, yaitu :Pboleh = P rate (Tpot 65 oC)(10mW/oC)

= (1 W (100 oC 65 oC)(10mW/oC)

= 650 mW

Sensor posisi dan perpindahan


47/133


Sensor posisi dan perpindahan LVDT

Linier Variable Differensial Transformer(LVDT) mempunyai fungsi yang sama denganpotensiometer. LVDT terdiri atas lilitan (coil)dan inti (core)

Lilitan adalah bagian dari rangkaian osilator,dimana perubahan posisinya akanmenyebabkan perubahan induktansinya.LVDT ini tidak terjadi pergeseran mekanissehingga usia sensor ini menjadi lebih lama.

Apabila dibandingkan dengan sistempotensiometer maka sensor ini mempunyaikelebihan yaitu tahan terhadap getaranmekanis, shock dan lai-lain.

Apabila dilihat dari konstruksinya makadidapatkan beberapa keuntungan sebagaiberikut :

Lebih sensitif terhadap gerakan,Catu dayanya dapat berupa tegangan

ac atau dc osilator,

Keluaranya (output) berupa tegangan,sehingga mudah untuk pengaturan prosesselanjutnya.

Gambar LVDT


48/133


Cara kerja rangkaian LVDT

Pada saat posisi inti di tengah, makategangan sekunder pada lilitan

dengan resistor R1 dan R2, (dengan

harga R1 sama dengan R2) maka

besarnya arus pada I1 sama dengan

I2, sehingga tegangan drop pada R1sama dengan tegangan drop R2. Jika

inti berada di atas (pada posisi R1)

maka tegangan drop pada R1 lebih

besar dari pada R2, demikian juga

sebaliknya jika posisi inti di bawah

maka tegangan drop pada R2 akan

lebih besar.


49/133


Sensor Gaya dan Tekanan

Sensor gaya yang sering digunakan

adalah Strain Gage, yang prinsip

kerjanya didasarkan pada efek

piezoresistive dari bahan

semikonduktor, seperti silikon dan

germanium. Sensor ini secara fisik

bentuknya dibuat kecil. Sensor inimempunyai keluaran yang sensitip

terhadap perubahan temperatur , dan

perubahan tahanannya sangat

sensitif tetapi tidak linier. Perubahan

tahanan dinyatakan dengan Gage

Faktor (GF) yaitu perbandinganperubahan tahanan dan perubahan

panjang (akibat terjadi regangan),

yang dinyatakan dalam persamaan

berikut :

R/R

GF = ----------- dan

L/L

= L/L

= F/A

E = /

dimana :

- tekanan

- keregangan

- modulus elastisitas


50/133


STRAIN GAGE

Strain Gage juga sensitif terhadap perubahan temperatur.Oleh karena itu akan terjadi perubahan Gage Faktor jika

temperaturnya berubah, seperti dinyatakan pada persamaan

berikut :

Rt = Rto ( 1 + T )

Dengan :Rt besarnya tahanan pada saat temperaturnta T

Rto - besarnya tahanan pada saat temperaturnya To

- koefisien temperatur

T - perubahan temperatur dari To

STRAIN GAGE


51/133


STRAIN GAGE


52/133


Untuk mendapatkan

sensitifitas yang tinggi

maka menggunakanrangkaian jembatan

Wheatstone.

Pada saat tidak ada

tekanan maka harga R =

0, keempat resistor

mempunyai tahanan yang

sama, maka +out = -out,

sehingga Vout = 0. Jika

diberikan tekanan maka

akan terjadi perubahantahanan pada Strain

gage, maka

Vout = ( R E)/2R


53/133


LOAD CELL

Untuk realisasi sensorbanyak menggunakan

Load Cell karena

sensor ini memang

dirancang khusus untukmengukur besarnya

gaya. Load Cell

dirancang dengan

menggunakan Strain

Gage (biasanyadengan empat Strain

Gage). Contoh Load

Cell


54/133


CONTOH

Strain Gage mempunyaipanjang 10 cm dan luas

penampangnya 4cm2.

Modulus elastisitasnya

20,7x1010 N/m2. Strain gage

mempunyai tahanan nominal

240dan Gage Faktornya

2,2. Jika diberikan beban

maka akan terjadi perubahan

tahanan 0,013. Hitung

besarnya perubahan panjang

dan besarnya gaya yang

diberikan.

CONTOH


55/133


CONTOH

Courtesy, Intel

Jika sensor tekanan mempunyai

spesifikasi berikut :Tekanan input : 0 100 psi

Output skala penuh : 100 mV

Akurasi Nol : + 1 mV

Akurasi : 1% FS

Kesetimbangan Nol : 0,02%

FS/o F (pergeseran kesetimbangan75o)

Pengaruh sensitifitas panas : 0,02%

FS/oF, Hitunglah kesalahan akurasi,

pengaruh panas dan sensitifitas

pengaruh pd suhu 95 oF !

Penyelesaian :

Akurasi karena kesalahan adalah :

+ 0,01 psi

Akurasi Nol adalah + 1 mV atau + 1psi.

Sensor telah dikalibrasi pada keluaran

Nol dengan 0 psi pada 75oF. Jika

digunakan pada 75oF, maka akan

menyebabkan pergesaran

kesetimbangan Nol dan keluaran skalapenuh yaitu :

Kesalahan

= +0,0002/oF x 100 psi x (95oF75oF)= 0,4 psi

Bila kita lihat secara keseluruhan maka

kesalahan yang terjadi adalah 1 mV+ 0,4

mV = +1,4 psi atau +1,4 mV.


56/133


Sensor Ultrasonik

Sensor ini bekerja dengan mengirimkan gelombang

menuju target dan mengukur waktu yang diperlukan

pulsa untuk melenting kembali

Waktu yang diperlukan oleh gaung untuk kembali kesensor berbanding lurus dengan jarak atau tinggi

obyek.


57/133


Sensor Ultrasonic

Courtesy, Intel

Jika kita menggunakan sensor

ultrasonik, sinyal yangdipindahkan berdasarkan

kecepatan suara, waktu

pengiriman dan penerimaan diukur

dari jarak jangkauan kepermukaan

yang dituju. Jarak yang diukur

berkisar antara 0,5 m10 m, danpengukurannya mengikuti

perumusan berikut :

d = 0,5 v.t

d = jarak kepermukaan obyek

v = kecepatan suara (331,5

m/detik)

t = Total waktu

(berangkat dan kembali)

C t h


58/133


ContohBuatlah blok diagram untuk menggunakan sensor ultrasonik dengan

jangkauan detektor pada tangki ditentukan dengan kedalaman 5 m. Keluaran

harus 0 saat tangki kosong dan 1000 pada saat tangki penuh.

Penyelesaian :


59/133


Courtesy, ITRS Roadmap

Penyelesaian :

Detektor ultrasonik ditempatkan pada jarak 0,5 diatas permukaan apabila

tangki penuh, bila tangki kosong, maka jaraknya menjadi 5,5 mak

5,5m

t kosong = ------------------------- = 33,183 mdetik

(0,5) (331,5 m/dtk)

Bila tangki penuh, gelombang yang dipancarkan sejauh 0,5 m dan kembali,

maka :

0,5m

t penuh = ------------------------- = 3,017 mdetik

(0,5) (331,5 m/dtk)

Perbedaan waktu antara kosong dan penuh adalah :

t = (33,183 3,017)mdetik

= 30,166 mdetik.

Jika perbedaan waktu yang dihitung dengan perbedaan counter 1000,

maka waktu tiap counter adalah :

t = (percounter) = 30,166 mdetik= 30,166 /1000 mdetik = 30,166 dtk.

Maka frekuensi counter adalah :

f = 1/ 30,166 dtk

= 33,15 KHz

Sensor kedekatan


60/133


Sensor kedekatan

(proximity sensor)

Adalah alat yang mendeteksi

adanya obyek tanpa kontak fisik

S i it d li it it h


61/133


Sensor proximity dan limit switch


62/133


Sensor Induktive proximity


63/133


Sensor photo electric proximity

S 1 Di i


64/133


Sensor 1-Dimensi

Laser line operation 2-D


65/133


Laser line operation 2 D

Sensor 3-D


66/133


Sensor 3-D


67/133



68/133


APA YANG BISA DIKETAHUI DARI

INTRUMENT KE KENDALI

68


69/133

EE141 Digital Integrated Circuits2nd IntroductionProgram Studi T.

Elektro, FT -Slide - I 69

Sebuah Sistem Elektronika Analog

Sebuah sistem untuk orang banyak,

penggunaan amplifier suara akan dapat

didengar oleh pendengar yang banyak

serta berjauhan.

Sebuah Metode Sistem Digital


70/133

EE141 Digital Integrated Circuits2nd IntroductionProgram Studi T.


Sebuah Metode Sistem Digital

dan Analog

Compact Disk (CD) player merupakan sebuah contoh

sistem yang menggunakan kedua sistem (digital dan

analog).


71/133


Signal adalah suatu gejala fisika

dimana satu atau lebih dari

karakteristiknya melambangkan

informasi. Secara umum signal di

bagi 2 yaitu signal digital dan

signal analog.

Analog adalah sinyal data dalam bentuk gelombang yang

kontinyu, yang membawa informasi dengan mengubah

karakteristik gelombang. Dua parameter/karateristik

terpenting yang dimiliki oleh isyarat analog adalah

Digital adalah sinyal data dalam bentuk pulsa yang dapat

mengalami perubahan yang tiba-tiba dan mempunyai

besaran 0 dan 1. Sinyal digital hanya memiliki dua

kemungkinan, yaitu 0 dan 1, sehingga tidak mudah

terpengaruh oleh derau, tetapi transmisi dengan sinyal digitalhanya mencapai jarak jangkauan pengiriman data yang

relative dekat


72/133


Program Studi T.


Kuantitas Digital and Analog

Kuantitas Analog

mempunyai nilai

kontinu.

Kuantitas Digital

mempunyai

seperangkat nilai

diskrit.

Bentuk Gelombang Digital (Pulsa


73/133


Program Studi T.


e tu Ge o ba g g ta ( u sa

Nonideal)

Produce bystray

inductive and

capacitive

effect

Caused by

stray

capacitiveand circuit

resistance


74/133


>> time = [0:0.001:0.099];

>> x = cos(0.1*pi*(0:99));>> plot(time,x)

>> xlabel('time (msec)')

>> ylabel('x(t)')


75/133


>> stem(time,x)

>> xlabel('time (msec)')

>> ylabel('x(t)')

Sinyal waktu diskrit x(n) adalah fungsi dari variabel bebas


76/133


Sinyal waktu diskrit x(n) adalah fungsi dari variabel bebas

yaitu suatu integer. secara grafis digambarkan paga gambar

dibawah ini

Beberapa Sinyal Waktu Diskr i t Elementer


77/133


1. Deret cuplikan unit ditunjukkan sebagaidan didefinisikan sebagai :

2. Sinyal step unit ditunjukkan dengan u(n) dan didefinisikan

sebagai :

3. Sinyal ramp unit ditunjukkan sebagai u(n) dan

didefinisikan sebagai :

Sinyal eksponensial adalah suatu barisan dengan bentuk sebagai


78/133


untuk seluruh n

Jika parameter a bilangan real, maka X(n) adalah sinyal real.

Gambar berikut menunjukkan X(n) untuk berbagasi nilai

parameter a.


79/133



80/133


untuk membangkitkan barisan cuplik satuan, ketikkan

program berikut:

k=0;

n1=-5;

n2=5;

n =[n1:n2];

x =[(n-k) == 0]; % akan bernilai 1 saat(n-k)=0, selain ituberniali 0

stem(n,x);

title('Sinyal Cuplik Satuan')

xlabel('n')ylabel('x[n]')


81/133


Coba anda ulangi langkah-langkah program di atas,

masukkan 3 nilai k yang berbeda-beda, ubah batas-batas

n1 dan n2. Catat apa yang terjadi.


82/133


untuk membangkitkan barisan langkah satuan, ketikkan

program berikut:

k=0;

n1=-5;

n2=5;

n =[n1:n2];

x =[(n-k) >= 0];

stem(n,x);

title('Sinyal Langkah Satuan')xlabel('n')

ylabel('x[n]')


83/133



84/133


Sinyal eksponensialuntuk membangkitkan barisan eksponensial,

ketikkan program berikut:

a=0.5

n1=-5;n2=5;

n =[n1:n2]

x=a.^n

stem(n,x);

title('Sinyal Eksponensial')

xlabel('n')

ylabel('x[n]')


85/133



86/133


Coba anda ulangi langkah-langkah program di atas,

masukkan nilai a yang berbeda-beda, yaitu

tiga nilai a untuk a>1, a


87/133


Untuk membangkitkan sinyal acak, ketikkan

program berikut:

n1=-10;

n2=10;

n =[n1:n2];

p=length(n);

x=rand(1,p);stem(n,x);

title('Sinyal random')

xlabel('n')

ylabel('x[n]')


88/133



89/133


89

Sinyal suara

fs = 8000; % frekuensi sampling pada

8KHzt = 0:1/fs:1; % panjang tiap nada 10 detik

v = .5*cos(2*pi*440*t); % nada A

subplot(2,1,1);

plot(t,v); % gambarkan sinyal vaxis([0 .01 -1 1]) % atur skala

sound(v,fs); % bunyikan pada fs 8kHz!

title('.5cos((2pi)440*t)')

xlabel('Time (sec)')

ylabel('v(t)')


90/133


90

0 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005 0.006 0.007 0.008 0.009 0.01-1

-0.5

0

0.5

1.5cos((2pi)440*t)

Time (sec)

v(t)


91/133


PIC

504

PT PT

PT

PI

PI

PT

PT

PT

PTSSV PCV

PID Gas Metering Station

Control Valve PV-504 didesain untuk mengendalikan natural gas dari PT


92/133


Control Valve PV 504 didesain untuk mengendalikan natural gas dari PT.

Pertamina 300 Psig di gas metering

Data sebagai berikut :

Tekanan inlet : 355 Psig ; 28 kg/cm

Tekanan outlet : 300 Psig ; 25 kg/cm

Berdasarkan data control valve tersebut maka bila tekanan gas inlet bisa

tercapai pada 300 Psig maka Control Valve akan beroperasi pada 63%

opening (saat max flow) dan 47% opening (saat normal flow).

Data aktual gas alam dilapangan sbb:Max 28 kg/cm

Tekanan aktual 20 kg/cm (290 Psig)

Dengan adanya tekanan aktual gas alam tersebut maka opening

existing control valve menimbulkan dampak terjadinya kekurang

mampuan kontrol valve off specdi dalam mengendalikan tekanan


93/133


Pc(s)

mA

Kc

kg/cm

CV

PT

Pt(s)

A.Kontrol valve sizing, CV = Q . G (460 + tF)

963 P (P1 + P2)

B. Perhitungan ukuran kontrol valve q = 7320 Fp. Cv.P1.Y X

M.T1.Z

C. Perhitungan diameter pipa Q =A .V = .D.V shg D = 4 . Q4 . V

P d l t ti d l h hit i t


94/133


Pemodelan matematis adalah proses perhitungan sistem

fisik menjadi model matematis agar dapat dianalisa

dengan alat bantu komputasi.

Perilaku dan sifat sistem dapat diwakili dengan model

matematis. Model matematis akan memberikan gambaran

hubungan fungsional antara masukan dan keluaran suatu

proses.

Dari model matematis yang diperoleh dibuat fungsi alihyang berguna dalam tahap analisa

Pc(s)

mA

E(s)

Kc

CV1U(s)

kg/cm

mA

0.26

8.5s + 1

4.6

S + 5


95/133



96/133



97/133



98/133



99/133


99

k = 0;

for n=1:3:10

n10 = 10*n;x = linspace(-2,2,n10);

y = x./(1+x.^2);

k = k+1;

subplot(2,2,k)

plot(x,y,'r')title(sprintf('Graph %g. Plot based

upon n = %g points.' ...

, k, n10))

xlabel('x')

ylabel('y')

axis([-2,2,-.8,.8])

grid

pause(5); %jeda 5 detik

end

z = 0 : pi/50 : 10*pi;

( 0 02* ) * i ( )


100/133


100

x = exp(-0.02*z) .* sin(z);

y = exp(-0.02*z) .* cos(z);

plot3( x, y, z); 3 DIMENSI

xlabel('x-axis');

ylabel('y-axis');

zlabel('z-axis');

%menghitung akar dari


101/133


101

%persamaan kuadrat y=ax^2 + bx+ c

clc %untuk membersihkan tulisan command window

clear %menghapus vairabel sebelumnya

%masukkan input/konstanta

a=input('masukkan konstanta a=')b=input('masukkan konstanta b=')

c=input('masukkan konstanta c=')

%perhitungan akarx1=(-b+sqrt(b^2-4*a*c))/(2*a)

x1=(-b-sqrt(b^2-4*a*c))/(2*a)

step = 1;

x = -3:step:3;


102/133


102

x 3:step:3;

y = 0:step:5;

[X,Y] = meshgrid(x,y);

Z = 5*Y - X .^ 2;mesh(X, Y, Z);

%set(gca,'fontsize', 24);

xlabel('x');

ylabel('y'); step = 1;x = -3:step:3;

y = 0:step:5;

[X,Y] = meshgrid(x,y);

Z = 5*Y - X .^ 2;surf(X, Y, Z);

%set(gca,'fontsize', 24);

xlabel('x');

ylabel('y');


103/133


BELAJARLAH UNTUK MENGERTI SATU ILMU SAJA.SAMPAI DALAM-DALAMNYA

NISCAYA AKAN KAMU RAHASIA YANG TAK TERDUGA

103


104/133


KONSEP AKUISISI DATA

DAN KONVERSI

DASAR-DASAR AKUISISI DATA


105/133


Elemen-elemen dasar dari sistem akuisisi data berbasiskomputer (PC), terdiri dari :

Sebuah komputer PC; => data Acquition Hardware;

Transduser; => Analysis Hardware

=> signal conditioning); => Software.

5 1 1 K t P l (PC)


106/133


Komputer yang digunakan dapat mempengaruhikecepatan akuisisi data Dan mempengaruhi unjuk-kerja dari sistem akuisisi data secara keseluruhan.

Faktor yang mempengaruhi jumlah data yangdapat disimpan dan kecepatan penyimpananadalah kapasitas dan waktu akses hard disk.

Aplikasi-aplikasi akuisisi data secara real-time(waktu-nyata) membutuhkan prosesor yang cepatsehingga perlu prosesor khusus untuk pemrosesansinyal digital (DSP Digital Signal Processor).

5.1.1. Komputer Personal (PC)

5 1 2 T d


107/133


Transduser mendeteksi fenomena fisik(suhu, tekanan, cahaya, dan lain-lain)kemudian mengubahnya menjadi sinyal-

sinyal listrik. Misalnya termokopel, RTD(Resistive Temperature Detectors),termistor, flow-meter dan lain-lain.

Pada masing-masing kasus, sinyal listrik

yang dihasilkan sebanding denganparameter fisik yang diamati.

5.1.2. Transduser

5.1.3. Pengkondisi Sinyal


108/133


Sinyal-sinyal listrik yang dihasilkan olehtransduser harus dikonversi ke dalam bentuk yang

dikenali oleh papan akuisisi data yang dipakai. Tugas pengkondisi sinyal : penguatan

(amplification).

Misalnya sinyal-sinyal lemah yang berasal dari

termokopel, sebaiknya dikuatkan untukmeningkatkan resolusi pengukuran. Denganmenempatkan penguat cukup dekat dengantransduser, maka interferensi atau gangguan yang

timbul pada kabel penghubung antara transduserdengan komputer dapat diminimalkan.

Tugas lain dari pengkondisi sinyal adalah melakukanlinearisasi.


109/133


linearisasi.

Beberapa alat pengkondisi sinyal dapat melakukanpenguatan sekaligus linearisasi untuk berbagai macam

tipe transduser . linearisasinya menggunakan perangkatlunak (program).

Aplikasi umum dari pengkondisi sinyal lainnya adalah

melakukan isolasi sinyal dari transduser terhadapkomputer untuk keamanan.

Sistem yang diamati bisa mengandung perubahan-perubahan tegangan-tinggi yang dapat merusakkomputer atau bahkan melukai operatornya.

Selain itu pengkondisi sinyal bisa juga melakukanpenapisan sinyal (pemfilteran) : BPF , HPF, LPF

5.2. PERANGKAT KERAS AKUISISI DATA (DAQ)


110/133


5.2.1. Masukan Analog

Spesifikasi papan perangkat keras akuisisidata meliputi

jumlah kanal, Laju pencuplikan,

resolusi, jangkauan, ketepatan (akurasi), derau dan ketidak-linearan,

Yang semuanya berpengaruh pada kualitassinyal yang terdigitisasi (terakuisisi secaradigital).


111/133


Jumlah kanal masukan analog menentukan berapatranduser yang dapat ditangani.

Laju pencuplikan (dalam Hz) menentukanseberapa banyak nilai cuplikan yang diperoleh.

Laju pencuplikan yang tinggi akan menghasilkandata yang lebih banyak dan akan menghasilkanpenyajian-ulang sinyal asli yang lebih baik.

Teorema Nyquist

Pemultipleksan merupakan cara yang sering


112/133

EE141 Digital Integrated Circuits2nd

Introduction

Pemultipleksan merupakan cara yang seringdigunakan untuk menambah jumlah kanalmasukan ke ADC (papan akuisisi data).

ADC yang bersangkutan mencuplik sebuahkanal, kemudian berganti ke kanalberikutnya, kemudian mencuplik kanaltersebut, berganti lagi ke kanal berikutnyadan seterusnya.

Karena menggunakan sebuah ADC untukmencuplik beberapa kanal, maka laju efektifpencuplikan pada masing-masing kanal

berbanding terbalik dengan jumlah kanalyang dicuplik.


113/133


Introduction

Misalnya sebuah papan akuisisi data mampumencuplik dengan laju 100Kcuplik/detik pada10 kanal, maka masing-masing kanal secaraefektif memiliki laju pencuplikan :

Dengan kata lain laju pencuplikan menurun

seiring dengan bertambahnya kanal yangdimultipleks.

Resolusi (dalam satuan bit) adalah


114/133


Introduction

Resolusi (dalam satuan bit) adalahistilah untuk jumlah atau lebar bit yang

digunakan oleh ADC dalam penyajian-

ulang sinyal analog.

Semakin besar resolusinya, semakin

besar pembagi jangkauan teganganmasukan sehingga semakin kecil

perubahan tegangan yang bisa dideteksi.

K t i l i 3 bit


115/133


Introduction

Konverter mempunyai resolusi 3 bit

sehingga pembagian jangkauan sinyal

analog menjadi 23 atau 8 bagian. Masing-

masing bagian disajikan dalam kode-kode

biner antara 000 hingga 111.

Dengan meningkatkan resolusi hinggga 16

bit, misalnya, maka jumlah kode-kode

bilangan ADC meningkat dari 8 menjadi

65.536. Dengan demikian, penyajian-ulang digitalnya lebih akurat dibanding 3-

bit.

Jangkauan berkaitan dengan tegangan


116/133


Introduction

Jangkauanberkaitan dengan teganganminimum dan maksimum yang bisa

ditangani oleh ADC yang bersangkutan.

Papan akuisisi data ragam fungsi memiliki

jangkauan yang bisa dipilih sedemikian

rupa hingga mampu dikonfigurasi untukmenangani berbagai macam jangkauan

tegangan yang berbeda-beda.

Spesifikasi jangkauan, resolusi dan penguatan( )


117/133


Introduction

(gain) pada papan akuisisi data menentukanseberapa kecil perubahan tegangan yang mampu

dideteksi. Perubahan tegangan ini menyatakan 1 LSB (Least

Signifincant Bit ) pada nilai digital dan seringdinamakan sebagai Lebar Kode (code width).

Lebar kode yang ideal ditentukan menggunakanpersamaan berikut :


118/133


Introduction

Jika diketahui jangkauan tegangannya

antara 0 sampai dengan 5 V danpenguatan 500 dan resolusi 16 bit, maka

diperoleh :

Lebar_kode_ideal = 5 / (500 x 2 16) = 153

nanovolt

Pada gambar 5.2 ditunjukkan sebuah

fik l b i t fik di it l


119/133


Introduction

grafik gelombang sinus serta grafik digital

yang diperoleh menggunakan ADC 3-bit.

5.2.2. Keluaran Analog


120/133


Introduction

Rangkaian keluaran analog dibutuhkan untuk menstimulussuatu proses atau unit yang diuji pada sistem akuisisi data.

Beberapa spesifikasi DAC yang menentukan kualitas sinyalkeluaran yang dihasilkan adalah settling time,

slew rate dan

resolusi.

Settling time dan slew rate bersama-sama menentukanseberapa cepat DAC dapat mengubah aras sinyal keluaran.

Settling time adalah waktu yang dibutuhkan oleh keluaranagar stabil dalam durasi tertentu.

Slew rate adalah laju perubahan maksimum agar DAC bisamenghasilkan keluaran.

Dengan demikian, settling time yang kecil da slew rate yangbesar dapat menghasilkan sinyal-sinyal dengan frekuensitinggi karena hanya dibutuhkan waktu sebentar untukmengubah keluaran ke aras tegangan baru secara akurat.

Resolusi keluaran mirip dengan resolusi


121/133


Introduction

Resolusi keluaran mirip dengan resolusi

masukan.

Yaitu jumlah bit kode digital yang (nantinya)akan menghasilkan keluaran analog.

Semakin banyak jumlah bit resolusinya

semakin besar kenaikan tegangan nya(semakin kecil perubahan tegangan yang

mampu dideteksi), sehingga dimungkinkan

untuk menghasilkan perubahan sinyal yang

halus.

DAC (DIGITAL TO ANALOG CONVERTER)


122/133


Introduction

Rangkaian pada gambar 5.5, diambil dari

data sheet DAC 0832 yang merupakan

suatu pendekatan dengan melakukan

konversi dari data-data digital menjadi

analog (tegangan) menggunakanrangkaian tangga R 2R (R 2R ladder).

Nilai dari R dan Rfb sekitar 15 K ohm

sehingga 2R-nya sekitar 30 Kohm.


123/133


Introduction

Logika "1" dan "0" mengindikasikan posisi-posisi saklar

MOSFET yang ada dalam konverter. Saklar-saklar tersebut akan terhubung pada "1" jika bit yang

terkait dalam kondisi ON dan akan terhubung "0" jika OFF.

Suatu saklar yang terhubung ke posisi "1 akan meneruskanarus dari Vref ke loutl, sedangkan saklar yang terhubung keposisi "0 akan meneruskan arus dari Vref ke Iout2, masing-masing melalui resistor-resistor yang terkait.


124/133


Introduction

INGAT materiInverting OP-

AMP

Contoh aplikasi DAC :

Jika digunakan tegangan referensi -5 volt,


125/133


Introduction

g g g

jika hanya bit MSB saja yang ON atau data digital 10000000(gambar 5.5),

maka satu-satunya resistor yang terhubungkan pada loutl adalah

2R yang ada di paling kiri.

maka (2R = 30KB dan Rfb = 15K serta Vref = -5V) diperoleh

rangkaian gambar 5.8.

Secara teori (berdasar rumus datasheet)


126/133


Introduction

Aplikasi Rangkaian DAC0808


127/133


Introduction

Rumus tegangan keluar (Vo)


128/133


Introduction

Rumus tegangan keluar (Vo)

yaitu suatu alat yang mampu untuk mengubah sinyal atau tegangan

5.6. ADC (ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER)


129/133


Introduction

y y g p g y g ganalog menjadi informasi digital yang nantinya akan diproses lebihlanjut dengan komputer.

Perlu dicatat bahwa data-data digital yang dihasilkan ADC hanyalahmerupakan pendekatan proporsional terhadap masukan analog. Halini karena tidak mungkin melakukan konversi secara sempurnaberkaitan dengan kenyataan bahwa informasi digital ber-ubahdalam step-step, sedangkan analog berubahnya secara kontinyu.

Misalnya ADC dengan resolusi 8 bit menghasilkan bilangan 0sampai dengan 255 (256 bilangan dan 255 step), dengan demikiantidak mungkin menyajikan semua kemungkinan nilai-nilai analog.

Jika sekarang resolusinya menjadi 20 bit maka akan terdapat1.048.575 step, semakin banyak kemungkinan nilai-nilai analogyang bisa disajikan. Penting untuk diingat, bagaimanapun juga padasebuah step terdapat tak terhingga kemungkinan nilai-nilai analoguntuk sembarang ADC yang dapat diperoleh di dunia ini.

Sehingga apa yang dibuat manusia (Human-made) tidak akanpernah bisa menyamai kondisi dunia-nyata.

Skema rangkaian ADC


130/133


Introduction

Kerja komparator menerima masukan analog

dan menghasilkan suatu keluaran digital.

Keluaran akan HIGH ("1") jika masukan analogarus + lebih besar dari arus -,

selain itu keluarannya akan selalu LOW ("0").

Skema rangkaian ADC

Proses konversi ADC menggunakan pendekatan beruntun atau succesive

approximation


131/133


Introduction

Sebagai contoh akan dilakukan konversitegangan 3,21 volt.


132/133


Introduction

Diasumsikan bahwa konverter analog ke

digital menyediakan suatu tegangan dankomparator akan membandingkan tegangan.

Konverter pendekatan beruntun yangsebenarnya menggunakan arus. Daripenjelasan tentang DAC diperolehpersamaan


133/133

Akhirnya tiga bit dipertahankan,menghasilkan 10100100 (=16410) untukmenyajikan tegangan 3 21 volt

Kontrol Industri

Documents

Transcript of Kontrol Industri