1 / 32

PENGKONDISI SINYAL (3)

PENGKONDISI SINYAL (3). Kumpulkan tugas yang diberikan pada pertemuan yang lalu. POKOK BAHASAN. Rangkaian Logika Digital Komparator Digital to Analog Konverter Analog to Digital Konverter. KOMPARATOR. Contoh 3.1.

lave
Download Presentation

PENGKONDISI SINYAL (3)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. PENGKONDISI SINYAL (3) Ponco Siwindarto-TEUB

  2. Kumpulkan tugas yang diberikan pada pertemuan yang lalu Ponco Siwindarto-TEUB

  3. POKOK BAHASAN Rangkaian Logika Digital Komparator Digital to Analog Konverter Analog to Digital Konverter. Ponco Siwindarto-TEUB

  4. KOMPARATOR Ponco Siwindarto-TEUB

  5. Contoh 3.1 • Sebuah sistem kontrol menspesifikasikan bahwa suhu tidak boleh melampaui 160°C jika tekanannya juga melampaui 10 Pa. Rancang sebuah sistem alarm untuk mendeteksi kondisi ini dengan menggunakan transduser suhu dan tekanan yang fungsi alihnya 2,2 mV/°C dan 0,2 V/Pa. Ponco Siwindarto-TEUB

  6. Penyelesaian Batas-batas keluaran transduser: • Transduser suhu = (160 °C) (2,2 mV/°C) = 0,352 V • Transduser tekanan = (10 Pa)(0,2 V/Pa) = 2 V • Sistem alarm ini dapat diimplementasikan dengan dua buah komparator dan sebuah gerbang AND. Ponco Siwindarto-TEUB

  7. Tegangan acuan dapat diperoleh dari sebuah rangkaian pembagi tegangan Ponco Siwindarto-TEUB

  8. Komparator dengan Histerisis • Bila dipenuhi syarat Rf >> R, maka tanggapan komparator diperlihatkan dalam Gambar (b). Ponco Siwindarto-TEUB

  9. Keluaran Vout akan bernilai tinggi bila (PR) (pada kondisi ini: VH = Vref) dan bernilai rendah bila (PR) (pada kondisi ini: VL= Vref – (R/Rf)Vo Lebar histerisis H = VH - VL Syarat agar komparator tahan terhadap noise: H > Vn(pp) Ponco Siwindarto-TEUB

  10. Contoh 3.2 • Sebuah sensor mengkonversi level cairan dalam sebuah tangki menjadi tegangan dengan fungsi alih (20 mV/cm). Sebuah komparator diinginkan mengeluarkan level tegangan tinggi 5 V bila permukaan cairan setinggi 50 cm. Dengan adanya penambahan cairan, menyebabkan permukaan cairan mengalami fluktuasi ± 3 cm. Rancang sebuah komparator dengan histerisis untuk menghindari pengaruh fluktuasi permukaan. Ponco Siwindarto-TEUB

  11. Penyelesaian • Acuan untuk komparator mempunyai nilai nominal 50 cm, yang menghasilkan • Penambahan cairan akan menyebabkan "noise" sebesar (± 3 cm) (20 mV/cm) = ± 60 mV, yang memberikan total kisaran sebesar 120 mV. Jadi diperlukan lebar histerisis minimal 120 mV, dan misalkan untuk keamanan dibuat 150 mV. Ponco Siwindarto-TEUB

  12. Oleh karena itu: • Dari pers. H = VH – VL diperoleh : (R / Rf)Vo = H (R / Rf) (5 V) = 150 mV (R / Rf) = 0,03 Bila dipilih Rf = 100 kW maka R = 3 kW. Jadi dengan menggunakan nilai resistor-resistor ini dan tegangan acuan sebesar 1 V maka akan dipenuhi apa yang diinginkan. Ponco Siwindarto-TEUB

  13. DIGITAL TO ANALOG CONVERTER (DAC) • DAC menerima informasi dalam bentuk digital dan mengubah-nya menjadi tegangan analog • Sebuah DAC biasanya dinyatakan dalam bentuk kotak hitam. Ponco Siwindarto-TEUB

  14. (1). Terminal Masukan : pada umumnya masukannya berupa kata biner dengan level logika TTL Fungsi Terminal DAC pada umumnya meliputi: (2). Catu daya : bipolar yang berkisar dari ±12V ke ±18V, atau menggunakan catu daya tunggal (3). Catu tegangan acuan : diperlukan untuk memperoleh kisaran tegangan keluaran dan resolusi konverter (harus stabil dan ripple-nya rendah). Ada juga yang menggunakan acuan internal. Ponco Siwindarto-TEUB

  15. (4). Keluaran : tegangan yang merepresentasikan masukan digital, dengan step yang ditentukan oleh Persamaan (3.6) (5). Data latch : untuk meng-update keluaran Ponco Siwindarto-TEUB

  16. Keluaran DAC diberikan oleh: dengan : Vout = tegangan keluaran analog VR = tegangan acuan b1,b2,...bn = kata biner n - bit Ponco Siwindarto-TEUB

  17. Tegangan keluaran minimum adalah nol, dan maksimumnya ditentukan oleh ukuran kata biner dan nilainya mendekati VR • Keluaran DAC juga dapat dinyatakan sebagai: dengan N = nilai ekivalen masukan DAC dalam basis 10. Ponco Siwindarto-TEUB

  18. Resolusi Konversi • Resolusi pengkonversian merupakan fungsi tegangan acuan dan banyaknya bit dalam word: Ponco Siwindarto-TEUB

  19. Contoh 3.4Tentukan berapa banyaknya bit DAC yang diperlukan untuk menghasilkan resolusi keluaran sebesar 0,04 V bila digunakan tegangan acuan sebesar 10 V Penyelesaian • Dari persamaan (3.6) ; y = 7,966 Ponco Siwindarto-TEUB

  20. Contoh 3.5 Sebuah valve kendali mempunyai perubahan pembukaan yang linier bila tegangan masukannya berubah dari 0 sampai 10 Volt. Keluaran sebuah mikrokomputer yang mempunyai word 8 - bit digunakan untuk mengendalikan pembukaan valve tersebut melalui sebuah DAC 8 - bit. a. Berapa tegangan acuan yang diperlukan untuk memperoleh pembukaan valve penuh(1OV) b. Berapa persentase pembukaan valve untuk setiap perubahan masukan 1-bit. Ponco Siwindarto-TEUB

  21. Penyelesaian a. Kondisi pembukaan penuh terjadi bila masukan valve 10 V b). Perubahan tegangan keluaran DAC per-step: Ponco Siwindarto-TEUB

  22. ANALOG-TO-DIGITAL CONVERTER (ADC) • Persamaan untuk ADC Ponco Siwindarto-TEUB

  23. Keluaran ADC dapat juga dinyatakan dalam bentuk: dengan : N = keluaran ADC dalam basis 10 INT( ) = nilai integer dari besaran dalam kurung Ponco Siwindarto-TEUB

  24. Contoh 3.6 Sebuah sensor yang mempunyai keluaran 0,02 V/°C digunakan untuk mengukur suhu 0 sampai 100°C. Sebuah ADC digunakan untuk mengonversi tegangan keluaran sensor menjadi data digital. Tentukan besarnya tegangan acuan dan besarnya word ADC yang diperlukan agar diperoleh resolusi 0,1 °C. Ponco Siwindarto-TEUB

  25. Penyelesaian • Tegangan keluaran sensor pada suhu maksimum (100°C): (0,02 V/°C) (100°C) = 2V Oleh karena itu digunakan tegangan acuan VR = 2V (pendekatan) • Resolusi suhu 0,1 °C akan menghasilkan resolusi tegangan : (0,02 V/°C) (0,1 °C) = 2 mV Ponco Siwindarto-TEUB

  26. Besarnya word dapat diperoleh dari persamaan: Besarnya word yang diperlukan = 10 bit, yang memberikan resolusi tegangan: V = (2) (2-10) = 0,00195 V = 1,95 mV Ponco Siwindarto-TEUB

  27. Contoh 3.7 Dalam suatu pengukuran suhu digunakan sensor yang keluarannya 6,5 mV/°C dan harus dapat mengukur hingga 100°C. Sebuah ADC 6-bit dengan tegangan acuan 10 V digunakan untuk mengkonversi tegangan pengukuran menjadi data digital (a) Rancanglah sebuah rangkaian untuk interface antara sensor dan ADC (b) Berapa resolusi dalam pembacaan suhu ? Ponco Siwindarto-TEUB

  28. Penyelesaian Tegangan keluaran sensor pada 100 °C: (6,5 mV/°C) (100°C) = 0,65 V. (a). Rangkaian interface harus memberikan gain sedemikian rupa sehingga pada suhu 100°C keluaran ADC menunjukkan 111111. Tegangan masukan yang meng-hasilkan keluaran sebesar ini adalah: Ponco Siwindarto-TEUB

  29. Jadi besarnya gain yang diperlukan: Rangkaian yang dimaksudkan adalah: Ponco Siwindarto-TEUB

  30. (b). Perubahan tegangan masukan DV yang menghasilkan perubahan 1 bit LSB: Perubahan tegangan tersebut bersesuaian dengan perubahan tegangan keluaran sensor sebesar: Ponco Siwindarto-TEUB

  31. TUGAS 4 • Buktikan / turunkan persamaan-persamaan yang diberi tanda • Kerjakan dengan ditulis tangan, dan dikumpulkan pada pertemuan berikutnya. (PR) Ponco Siwindarto-TEUB

  32. Terima Kasih Sekian Semoga Sukses Ponco Siwindarto-TEUB

More Related