MODUL PRAKTIKUM DARING SISTEM INSTRUMENTASI ...lab-elektro.umm.ac.id/files/file/MODUL PRAKTIKUM SISTEM...maupun pasif. Selain itu juga terdapat beberapa alat ukur seperti Voltmeter

MODUL PRAKTIKUM DARING

SISTEM INSTRUMENTASI ELEKTRONIKA

NAMA MAHASISWA :

NIM MAHASISWA :

LABORATORIUM TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2020

PENDAHULUAN

Proteus professional merupakan suatu software yang digunakan untuk melakukan

simulasi untuk perangkat elektronik oleh para penggiat atau develop, mulai dari rangkaian

yang paling sederhana hingga rangkaian yang sangat kompleks. Dengan adanya software

ini dapat memudahkan bagi para desainer dalam melakukan simulasi rangkaian elektronik

dengan desain yang telah dirancang dan sangat membantu sekali dikarenakan dana

mengurangi kesalahan yang tidak diinginkan. Software ini memiliki banyak kelebihan

salah satunya yaitu mode simulasi yang pada software ini tampilkan yaitu paket ISIS

dimana terdapat banyak sekali komponen-komponen elektronika baik komponen aktif

maupun pasif. Selain itu juga terdapat beberapa alat ukur seperti Voltmeter DC/ac,

Amperemeter DC/ac, osiloskop, function generator, dll. Dengan banyaknya kelebihan

pada paket ISIS sangat cocok digunakan untuk mendesain suatu sistem yang diinginkan

dan dapat mengurangi kesalahan yang tidak diinginkan sehingga menjadikan software ini

menjadi salah satu software terbaik bagi para desainer khususnya dibidang elektronik.

Pada tampilan software proteus professional versi 8.9 dapat dilihat pada gambar

berikut :

Gambar Tampilan Proteus Profesional 8.9

Proteus versi merupakan perbaikan dari versi sebelumnya dan tidak mengubah dari

fungsinya sehingga tetap mudah dalam penggunaannya. Pada tampilan ini pengguna

diharapkan untuk membuat projek terlebih dahulu dengan cara masuk menu File + New

Project ( CTRL + N ) sehingga akan muncul Langkah-langkah sebagai berikut :

Gambar Langkah 1 New Project Wizard Start

Gambar Langkah 2 New Project Wizard Schematic Design

Gambar Langkah 3 New Project Wizard PCB Layout

Gambar Langkah 4 New Project Wizard Firmware

Gambar Langkah 5 New Project Wizard Summary

Gambar Tampilan Project Simulasi ISIS Proteus

Pada gambar langkah-langkah diatas digunakan untuk membuat project awal dalam

membuat simulasi rangkaian yang ingin diuji. Setelah pembuatan project selesai maka

yang perlu diperhatikan kegunaan pada menu bar yang dijelaskan pada gambar dibawah

ini :

Gambar beserta keterangan diatas merupakan bagian-bagian yang biasanya selalu

terpakai jika digunakan untuk membuat simulasi suatu rangkaian. Sedangkan pada

gambar dibawah ini banyak digunakan untuk melihat layer atau memindahkan posisi jika

dalam posisi zoom dan melihat component list yang dipakai.

Selection Mode : untuk memiliki komponen

yang aka dipakai

Component Mode : Masuk ke Library

komponen

Terminal Mode : digunakan untuk terminal pada

rangkaian (VCC, gnd, input, output)

Virtual Instrument Mode : Memakai alat ukur

yang dibutuhkan

Generator Mode : Memilih pembangkit pulsa

Memutar searah jarum jam

Memutar berlawaan arah

jarum jam

X Mirror

Y Mirror

Tampilan untuk seluruh layer dari skematik

Pick From Library : digunakan untuk mengambil

komponen pada library yang telah disediakan dan

dimasukkan kedalam component list

Component List

1

BAB I

LDR & PEMBAGI TEGANGAN

1.1 Tujuan

• Mengetahui karakteristik sensor cahaya LDR

• Mengetahui kegunaan rangkaian pembagi tegangan

1.2 Dasar Teori

Sensor LDR (Light Dependent Resistor) – Light Dependent Resistor, LDR atau

photoresistor sering digunakan di sirkuit di mana perlu untuk mendeteksi keberadaan atau

tingkat cahaya. Meskipun perangkat lain seperti photodioda atau photo-transistor juga

dapat digunakan, LDR atau photoresistor adalah komponen elektronik yang sangat

nyaman untuk digunakan. Mereka memberikan perubahan besar dalam resistensi untuk

perubahan level cahaya.

Gambar 1.1 Sensor LDR

Relatif mudah untuk memahami cara kerja sensor LDR tanpa menggali penjelasan

yang rumit. Pertama-tama perlu dipahami bahwa arus listrik terdiri dari pergerakan

elektron dalam suatu material. Konduktor yang baik memiliki sejumlah besar elektron

bebas yang dapat melayang ke arah tertentu di bawah aksi perbedaan potensial. Insulator

dengan resistansi tinggi memiliki sangat sedikit elektron bebas, dan karenanya sulit untuk

membuatnya bergerak dan karenanya mengalir.

LDR atau photoresistor dibuat dari bahan semikonduktor dengan resistansi tinggi. Ini

memiliki resistansi tinggi karena ada sangat sedikit elektron yang bebas dan mampu

bergerak – sebagian besar elektron terkunci ke dalam kisi kristal dan tidak dapat bergerak.

Oleh karena itu dalam keadaan ini ada resistensi LDR yang tinggi.

https://www.kelasplc.com/menerapkan-arus-listrik/

2

Rangkaian pembagi tegangan adalah rangkaian yang berfungsi membagi tegangan

input menjadi bagian tegangan output. aplikasi rangkaian pembagi tegangan biasanya

terdapat pada penggunaan sensor yang mengubah bentuk resistansi. Misal : sensor cahaya

LDR, sensor suhu NTC, PTC, sensor cahaya Photodiode, sensor cahaya phototransistor,

dan sensor-sensor resistansi lainnya

Gambar 1.2 Rangakain Pembagi Tegangan

Rumus dan Rangkaian Pembagi Tegangan (Voltage Divider) – Voltage Divider atau

Pembagi Tegangan adalah suatu rangkaian sederhana yang mengubah tegangan besar

menjadi tegangan yang lebih kecil. Fungsi dari Pembagi Tegangan ini di Rangkaian

Elektronika adalah untuk membagi Tegangan Input menjadi satu atau beberapa Tegangan

Output yang diperlukan oleh Komponen lainnya didalam Rangkaian. Hanya dengan

menggunakan dua buah Resistor atau lebih dan Tegangan Input, kita telah mampu

membuat sebuah rangkaian pembagi tegangan yang sederhana.

1.3 Langkah Percobaan

✓ Membuat project baru dengan nama “Bab 1” sesuai dengan materi pendahuluan

di atas

✓ Setelah selesai membuat proct baru dan berada pada tampilan simulasi

silanjutnya silahkan memilih Component Mode – Pick From Library

✓ Maka akan muncul seperti gambar silahkan isi keywords dengan mengetik

“TORCH_LDR” lalu “Double Click”.

3

Gambar 1.3 Component list

✓ Setelah itu silahkan ditambahkan sesuai dengan komponen list yang diinginkan.

✓ Jika benar maka akan muncul komponen pada component list

✓ Selanjutnya buat lah rangkaian seperti gambar di bawah ini

Gambar 1.4 Rangkaian LDR & Pembagi Tegangan

✓ Untuk penambahan alat ukur voltmeter maupun amperemeter berada dalam

“virtual instrument mode”

✓ Setelah selesai merangkai sesuai gambar diatas dapat langsung menjalankan

proses simulasi untuk mengetahui hasilnya dengan cara pilih tombol “Run the

Simulation” terletak kiri bawah.

✓ Untuk mengganti nilai dari komponen dapat dengan meng-klik 2 pada gambar

komponen tersebut.

✓ Ulangi percobaan sesuai dengan data yang diinginkan.

4

1.4 Data Hasil Percobaan

1.5 Analisa Data

1.6 Kesimpulan

5

BAB II

SENSOR LM35 DAN PENGKONDISI SINYAL

2.1 Tujuan

• Mengetahui karakteristik sensor LM35

• Mengetahui penggunaan pengkondisi sinyal pada sensor analog

2.2 Dasar Teori

Sensor suhu LM35 adalah komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk

mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan. Sensor Suhu

LM35 yang dipakai dalam penelitian ini berupa komponen elektronika elektronika yang

diproduksi oleh National Semiconductor. LM35 memiliki keakuratan tinggi dan

kemudahan perancangan jika dibandingkan dengan sensor suhu yang lain, LM35 juga

mempunyai keluaran impedansi yang rendah dan linieritas yang tinggi sehingga dapat

dengan mudah dihubungkan dengan rangkaian kendali khusus serta tidak memerlukan

penyetelan lanjutan.

Gambar 2.1 Sensor LM35

Secara prinsip sensor akan melakukan penginderaan pada saat perubahan suhu setiap

suhu 1 ºC akan menunjukan tegangan sebesar 10 mV. Pada penempatannya LM35 dapat

ditempelkan dengan perekat atau dapat pula disemen pada permukaan akan tetapi

suhunya akan sedikit berkurang sekitar 0,01 ºC karena terserap pada suhu permukaan

tersebut. Dengan cara seperti ini diharapkan selisih antara suhu udara dan suhu

permukaan dapat dideteksi oleh sensor LM35 sama dengan suhu disekitarnya, jika suhu

udara disekitarnya jauh lebih tinggi atau jauh lebih rendah dari suhu permukaan, maka

LM35 berada pada suhu permukaan dan suhu udara disekitarnya

6

Pengkondisi sinyal merupakan suatu operasi elektronik untuk mengkonversi sinyal

tersebut menjadi sinyal yang sesuai dengan komponen elektronik lain yang diperlukan di

dalam sistem kontrol. Pengkondisian sinyal dibagi menjadi dua bagian, yaitu pengkondisi

sinyal secara analog dan secara digital. Pengkondisian secara analog menghasilkan sinyal

keluaran yang masih merepresentasikan sinyal analog yang variabel. Pada aplikasi

pemrosesan digital, beberapa pengkondisi sinyal analog tertentu dilakukan sebelum

konversi analog ke digital dikerjakan

Sebuah sensor menghasilkan nilai variabel dalam besaran listrik setelah melewati

proses konversi. Tentunya besar sinyal ini bergantung terhadap karakteristik materialnya.

Agar sinyal yang dihasilkan oleh sebuah sensor sesuai dengan yang diinginkan maka kita

harus mengkonversinya setelah didapatkan keluarannya. Kita tidak bisa merubah

karakteristik material didalamnya, karena tentunya sensor tersebut sudah menjadi satu

kesatuan yang terintegrasi.

Gambar 2.2 Komponen LM358

Hanya industri pembuat sensor tersebut yang mampu merubahnya, karena kita hanya

sebagai pemakai sensor tersebut dan bukan kita sendiri yang membuatnya. Sehingga

hanya ada pilihan yang sedikit untuk kita terapkan ke sistem kontrol nantinya. Sebagai

contoh adalah cadmium sulfida mempunyai nilai resistansi yang bervariasi yang

7

berkebalikan dan tidak linear berdasarkan intensitas cahaya. Pengkondisi sinyal secara

analog diperlukan dalam kasus ini untuk merubah sinyal yang dihasilkan tersebut untuk

dihubungkan dengan komponen lain dalam sisten kontrol.

Tentunya konversi ini dilakukan secara elektris. Kita sering menguraikan bahwa akibat

dari pengkondisian sinyal membentuk suatu transfer fungsi tertentu. Dengan rangkaian

penguat tegangan yang sederhana, ketika diberi masukan tegangan pada rangkaian

tersebut, maka memberikan tegangan keluaran



di atas




“LM35” lalu “Double Click”.





8

Gambar 2.4 Rangkaian LM35 & Pengkondisi Sinyal


“virtual instrument mode” pilih DC Voltmeter





komponen tersebut.


2.5 Analisa Data

2.6 Kesimpulan

9

BAB III

PENGGUNAAN ADC

3.1 Tujuan

• Mengetahui penggunaan perangkat ADC

• Memahami proses sampling ADC

3.2 Dasar Teori

ADC (Analog To Digital Converter) adalah perangkat elektronika yang berfungsi

untuk mengubah sinyal analog (sinyal kontinyu) menjadi sinyal digital. Perangkat ADC

(Analog To Digital Convertion) dapat berbentuk suatu modul atau rangkaian elektronika

maupun suatu chip IC. ADC (Analog To Digital Converter) berfungsi untuk

menjembatani pemrosesan sinyal analog oleh sistem digital. Seperti yang sudah kami

jelaskan bahwa ADC merupakan alat elektronika yang digunakan untuk mengubah

informasi yang berbentuk analog ke informasi digital. Alat ini nanti akan mengubah

masukan atau input analog menjadi sebuah kode-kode digital. Banyak orang yang

memanfaatkan ADC sebagai pengontrol dan pengatur dari sebuah proses industri,

rangkaian pengukuran, komunikasi digital, pengujian, dan lain sebagainya.

Secara umum, ADC memang digunakan sebagai perantara atau jembatan seperti

untuk keperluan cahaya, sensor suhu, tekanan, aliran, berat, dan lain-lain kemudian akan

dilakukan pengukuran dengan menggunakan digital atau komputer. ADC

dilengkapi dengan 2 karakter prinsip, yakni kecepatan sampling dan juga resolusi

Gambar 3.1 Sampling ADC

Prinsip kerja ADC adalah mengkonversi sinyal analog ke dalam bentuk besaran yang

merupakan rasio perbandingan sinyal input dan tegangan referensi. Sebagai contoh, bila

tegangan referensi 5 volt, tegangan input 3 volt, rasio input terhadap referensi adalah

10

60%. Jadi, jika menggunakan ADC 8 bit dengan skala maksimum 255, akan didapatkan

sinyal digital sebesar 60% x 255 = 153 (bentuk decimal) atau 10011001 (bentuk biner)

Sementara untuk resolusi yang dimiliki ADC menyatakan tentang ketelitian dari nilai

konversi terhadap ADC. Misalnya, ADC 8 bit memiliki output sebesar 8 bit data. Berarti,

sinyal input bisa dinyatakan ke dalam 255 (2n – 1 ) dari nilai sikrit. ADC bit ini

mempunyai 12 bit output data digital yang berarti sinyal ouput nanti bisa dinyatakan ke

dalam 40% dari nilai diskrit. Berdasarkan contoh di atas, maka ADC dengan 12 bit

tersebut dapat memberikan ketelitian terhadap nilai hasil pengubahan atau konversi yang

lebih baik jika dibandingkan dengan ADC sebesar 8 bit



di atas




“ADC0808” lalu “Double Click”.





11

Gambar 3.4 Rangkaian LM35 & Pengkondisi Sinyal







komponen tersebut.


3.5 Analisa Data

3.6 Kesimpulan

12

BAB IV

DAC 0808

4.1 Tujuan

• Mengetahui penggunaan perangkat DAC

• Mengetahui proses perubahan data digital menjadi data analog

4.2 Dasar Teori

DAC adalah Singkatan Digital Analog Converter, adalah sebuah piranti yang

digunakan untuk mengubah sebuah masukan digital yang umumnya dalam bentuk biner

menjadi masukan/sinyal analog yang umumnya berbentuk arus, tegangan atau muatan

elektrik. Selain itu DAC ( Digital To Analog Converter ) adalah suatu penghubung antara

rangkaian digital dan rangkaian analog.

Gambar 4.1 Sinyal Prose DAC

DAC ( Digital To Analog Converter ) adalah perangkat elektronika yang berfungsi

untuk mengubah sinyal digital ( diskrit ) menjadi sinyal analog ( kontinyu ). Aplikasi

DAC ( Digital To Analog Converter ) ini adalah sebagai antarmuka ( interface ) antara

perangkat yang bekerja dengan sistem digital dan perangkat pemroses sinyal analog.

Perangkat DAC ( Digital To Analog Converter ) bisa berupa rangkaian elektronika dan

chip IC DAC

Biasanya DAC ( Digital To Analog Converter ) sering digunakan pada perangkat digital

pada bagian output untuk membuat sinyal analog setelah sebelumnya sinyal diproses

dalam bentuk digital. Cara kerja DAC ( Digital to Analog Convertion ) sesuai dengan

namanya Digital to Analog Convertion maka fungsi utama DAC adalah merubah sinyal

digital menjadi sinyal analog Rangkaian DAC lebih simpel daripada rangkaian ADC

13



di atas




“74LS393” lalu “Double Click”.





14

Gambar 4.4 Rangkaian DAC 0808







komponen tersebut.


4.5 Analisa Data

4.6 Kesimpulan

15

BAB V

SIGNAL FILTERING (LPF)

5.1 Tujuan

• Mengetahui cara menggunakan filtering menggunakan LPF

5.2 Dasar teori

Pengertian Low Pass Filter (LPF) – Low Pass Filter atau sering disingkat dengan

LPF adalah Filter atau Penyaring yang melewatkan sinyal Frekuensi rendah dan

menghambat atau memblokir sinyal Frekuensi tinggi. Dengan kata lain, LPF akan

menyaring sinyal frekuensi tinggi dan meneruskan sinyal frekuensi rendah yang

diinginkannya. Sinyal yang dimaksud ini dapat berupa sinyal listrik seperti sinyal audio

atau sinyal perubahan tegangan. LPF yang ideal adalah LPF yang sama sekali tidak

melewatkan sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (fc) atau tegangan OUPUT

pada sinyal frekuensi diatas frekuensi cut-off sama dengan 0V. Dalam bahasa

Indonesia, Low Pass Filter ini sering disebut dengan Penyaring Lolos Bawah atau Tapis

Pelewat Rendah Low Pass Filter adalah rangkaian yang dapat dirancang untuk

memodifikasi, membentuk kembali, atau menolak semua frekuensi tinggi dari sinyal

listrik dan hanya menerima atau melewatkan sinyal yang diinginkan oleh perancang

rangkaian.

Dengan kata lain mereka "menyaring" sinyal yang tidak diinginkan dan filter yang ideal

akan memisahkan dan mengeluarkan sinyal input sinusoidal berdasarkan frekuensi

mereka.

16

5.3 Langkah percobaan


di atas


silanjutnya silahkan memilih Component Mode – Pick from Library


“74LS393” lalu “Double Click”.





Gambar 5.3 Rangkaian Filtering LPF

✓ Untuk penambahan alat ukur berada dalam “virtual instrument mode” pilih

Osciloscope

✓ Siapkan file music dengan extention .wav

17





komponen tersebut.

5.4 Data hasil percobaan

5.5 Analisa

5.6 Kesimpulan

MODUL PRAKTIKUM DARING SISTEM INSTRUMENTASI ...lab-elektro.umm.ac.id/files/file/MODUL PRAKTIKUM SISTEM...maupun pasif. Selain itu juga terdapat beberapa alat ukur seperti Voltmeter

Documents