EKSPERIMEN ADC & DAC DWI CAHYORINI WULANDARI (0910443080) ABSTRAK Pratikum ini dilakukan di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, Universitas Andalas. Tujuan dari pratikum ini adalah untuk memperkenalkan konversi data dan analog ke digital dan dari data digital ke analog. ADC dan DAC pada percobaan ini dilakukan agar hasil antara teori dan praktek didapatkan akan sama. DAC adalah perangkat untuk mengkonversi sinyal masukan dalam bentuk digital menjadi sinyal keluaran dalam bentuk analog (tegangan). Analog to Digital Converter (biasanya disingkat ADC, A/D atau A to D) adalah sebuah rangkaian elektronik yang berfungsi mengubah sinyal kontinu (analog) menjadi keluaran diskrit/digital. Kata Kunci : ADC,DAC. 1. PENDAHULUAN Sebuah Analog to Digital Converter (biasanya disingkat ADC, A/D atau A to D) adalah sebuah rangkaian elektronik yang berfungsi mengubah sinyal kontinu (analog) menjadi keluaran diskrit/digital. ADC memiliki fungsi yang merupakan kebalikan dari yang dilakukan oleh sebuah digital-to-analog converter (DAC). Umumnya, sebuah ADC adalah sebuah piranti elektronik yang mengubah sebuah tegangan menjadi sebuah bilangan digital biner. Bagaimanapun juga, beberapa piranti non-elektronik, seperti shaft encoders, dapat digolongkan 13
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
EKSPERIMEN ADC & DAC
DWI CAHYORINI WULANDARI
(0910443080)
ABSTRAK
Pratikum ini dilakukan di Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi, Jurusan Fisika, Universitas Andalas. Tujuan dari pratikum ini adalah untuk memperkenalkan konversi data dan analog ke digital dan dari data digital ke analog. ADC dan DAC pada percobaan ini dilakukan agar hasil antara teori dan praktek didapatkan akan sama. DAC adalah perangkat untuk mengkonversi sinyal masukan dalam bentuk digital menjadi sinyal keluaran dalam bentuk analog (tegangan). Analog to Digital Converter (biasanya disingkat ADC, A/D atau A to D) adalah sebuah rangkaian elektronik yang berfungsi mengubah sinyal kontinu (analog) menjadi keluaran diskrit/digital.
Kata Kunci : ADC,DAC.
1. PENDAHULUAN
Sebuah Analog to Digital Converter (biasanya disingkat ADC, A/D atau
A to D) adalah sebuah rangkaian elektronik yang berfungsi mengubah sinyal
kontinu (analog) menjadi keluaran diskrit/digital. ADC memiliki fungsi yang
merupakan kebalikan dari yang dilakukan oleh sebuah digital-to-analog
converter (DAC). Umumnya, sebuah ADC adalah sebuah piranti elektronik yang
mengubah sebuah tegangan menjadi sebuah bilangan digital biner.
Bagaimanapun juga, beberapa piranti non-elektronik, seperti shaft encoders,
dapat digolongkan sebagai ADCs. Sebelum sinyal dari transduser (yang
merupakan sinyal tegangan analog) dapat disimpan atau dianalisis oleh
mikrokomputer, sinyal tersebut harus dikonversi terlebih dahulu ke bentuk digital
dengan menggunakan piranti pengonversi alanog to digital (analog to digital
converter, ADC). Piranti ini akan menerima tegangan dalam rentang tertentu
(biasanya 0-5 V) pada bagian inputnya, dan kemudian mengonversi nilai
13
tegangan itu menjadi bilangan biner yang sesuai. Sebuah bilangan biner
tersusun atas angka-angka biner yaitu angka 0 dan 1.
Berdasarkan jumlah bilangan biner yang dapat ditampilkannya, kita
mengenal istilah ADC 8-bit, ADC 12-bit dan ADC 16-bit. ADC 8 bit, sebagai
contoh, dapat menghasilkan bilangan biner dari 0000 0000 hingga 1111 1111,
yang jika dikonversi ke desimal menjadi 0 hingga 255.
Jika kita menggunakan ADC 8 bit dengan rentang input 0 hingga 5 V,
maka bilangan desimal yang dapat dihasilkan ADC tersebut adalah sebanyak 28
(=256) bilangan, yaitu ‘0’ (untuk 0 V) hingga ‘255’ (untuk 5 V). Dengan
demikian perubahan terkecil tegangan yang dapat dideteksi ADC tersebut adalah
(5V)/(255) = 10,6 mV; dikatakan bahwa ADC 8 bit itu mempunyai resolusi 19,6
mV/bit. Berikut penyelesaiannya :
Resolusi = Vref
2n−1 1.1
Dan data digital yang dihasilkan ADC 8 bit adalah (Vin*255)/Vref
Data digital = Vin∗(2n−1)
Vref1.2
Pada percobaan ini akan diperkenalkan ADC0804, yaitu sebagai sebuah
konverter A/D 8 bit yang mudah diinterfacekan dengan sistem mikrokontroler.
A/D ini menggunakan metode approksimasi berturut-turut untuk
mengkonversikan masukan analog (0-5V) menjadi data digital 8 bit yang
ekivalen. ADC0804 mempunyai pembangkit clock internal dan memerlukan
14
catudaya +5V dan mempunyai waktu konversi optimum sekitar 100μs.
Konfigurasi pin ADC dpat dilihat pada Gambar 1.1 berikut ini :
Gambar 1.1 Konfigurasi pin ADC
A/D ini dapat dirangkai untuk menghasilkan konversi secara kontinu.
Untuk melaksanakannya, kita harus menghubungkan CS dan RD ke ground dan
menyambungkan WR dengan INTR. Maka dengan ini keluaran digital yang
15
kontinu akan muncul, karena sinyal INTR menggerakkan masukan WR. Intruksi
logika pada pin kontrol A/D 0804 adalah
Tabel 1.1 Intruksi logika pada pin kontrol A/D 0804INPUT OUTPUT KEGIATAN
/WR /RD /INTR DO s/d D7 Hi-Z (High Impedansi)
1 1 1 - -
0 1 1 Hi-Z Reset
1 1 1 Hi-Z -
1 1 0 Hi-Z Konversi Selesai
1 0 1 Data Out Data Ready
Konversi dari analog ke bentuk digital inheren melibatkan komparator
tindakan dimana nilai tegangan analog pada beberapa titik waktu dibandingkan
dengan standar tertentu. Sebuah cara yang umum untuk melakukannya adalah
menerapkan tegangan analog ke satu terminal dari komparator dan memicu
kontra biner yang mengendarai DAC. Output dari DAC diterapkan ke terminal
lain komparator. Karena output dari DAC meningkat dengan meja, itu akan
memicu komporator dibeberapa titik ketika tegangan melebihi input analog.
DAC adalah perangkat untuk mengkonversi sinyal masukan dalam bentuk digital
menjadi sinyal keluaran dalam bentuk analog (tegangan). Tegangan keluaran
yang dihasilkan DAC sebanding dengan nilai digital yang masuk ke dalam DAC.
Dasar konversi D/A bisa dibuat dengan menggunakan Op-Amp dab
resistor. Berikut ini adalah contoh sederhana DAC – N – bit.
16
Gambar 1.2 Contoh sederhana DAC – N – bit
Dengan tegangan keluarannya adalah :
1.3
Gambar 1.3 R/2R ladder DAC
17
Dari gambar diatas dapat kita buktikan bahwa bila kita kombinasikan
D0, D1, D1 dan D3 (input berupa digital), kita akan dapatkan output (Vout)
berupa tegangan analog.
Rangkaian DAC untuk pratikum dapat dilihat seperti Gambar 1.4
dengan mengkombinasikan tegangan input 0 dan 1 ke A1-A8 pada DAC, output
DAC akan keluar berupa arus pada pin 4. Arus kemudian akan dihubungkan ke
Op-Amp untuk menghasilkan Vout dengan persamaan :
Vout = Vref [ A 12
+ A 24
+. .. ..+ A 8256 ]
1.4
Dengan bentuk rangkaiannya sebagai berikut :
18
Gambar 1.4 Rangkaian DAC 0808
II. METODE PERCOBAAN
Pada pratikum ini ada beberapa alat dan bahan yang dipakai, yaitu Satu
set catudaya sebagai sumber tegangan, kabel-kabel penghubung (jumper) sebagai
konduktor, rangkaian konverter (ADC/DAC) sebagai konverter analog to digital
dan digital to analog.
Setelah dipersiapkan semua alat dan bahan, maka pratikum siap dimulai dengan
rangkaian-rangkaian konverter yang telah tersedia. Yang pertama pratikan akan
mengambil data pada rangakain ADC, pratikan terlebih dahulu mengukur
tegangan sumber yang diberikan. Didalam rangkaian tersebut terdapat
potensiometer yang berfungsi untuk mengatur tegangan input yang masuk (data
analog), kerana sifat potensio yang menghambat arus listrik (aliran elektron),
sehingga bisa menvariasikan tegangan masukan. Besar dari tegangan masukan
dapat dilihat dari multimeter yang telah terhubung dengan rangkaian converter.
Saat tegangan masukan bervariasi maka LED yang terdapat pada rangkaian akan
menyala dan padam. Dimana saat menyala, dia dalam keadaan high dan saat
padam, dia dalam keadaan low. Ini hasil dari konverter tersebut yang dapat
dilihat dari indikator keadaan pada LED (data digital). Sedangkan untuk DAC,
pratikan memakai Vref sebesar 5V. Masukannya berupa keadaan high dan low
(data digital). Dengan menvariasikan masukan data digital-nya, maka
keluarannya yang berupa data analog dapat dilihat pada multmeter yang telah
19
terhubung dengan rangkaian converter. Masing-masing banyak data yang