Question sensor and actuator, Quizzes of Embedded Wireless Sensors

Download Question sensor and actuator and more Quizzes Embedded Wireless Sensors in PDF only on Docsity!

TEI3B 3 – Sistem Akuisisi Data

• Karakteristik & Dasar

Akuisisi

• BHM-IEN-HBU
• Teknik Elektro-Fakultas Teknik Elektro

Mengapa diperlukan akusisi data?

Biasanya terdiri dari, amplification, filtering, linearization

Transduser

• 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 dengan parameter fisik yang diamati.

Pengkondisi Sinyal

• Sinyal-sinyal listrik yang dihasilkan oleh transduser 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 untuk meningkatkan resolusi pengukuran. Dengan menempatkan penguat cukup dekat dengan transduser, maka interferensi atau gangguan yang timbul pada kabel penghubung antara transduser dengan komputer dapat diminimalkan.

Perangkat Keras Akuisisi Data Masukan Analog/ Analog to Digital Coverter (ADC) Keluaran Analog/ Digital to Analog Coverter(DAC)

Mengapa diperlukan output analog maupun digital?

• Dalam era industri 4.0 data digital merupakan sesuatu yang mutlak ada
• Data digital cenderung lebih mudah untuk diolah(filter, amplification, decode) dari pada data analog.
• Data analog juga masih dibutuhkan untuk memunculkan besaran fisis( misalnya bagaimana menggerakkan membran speaker)

Spesifikasi akuisisi data meliputi

• jumlah kanal,
• Laju pencuplikan,
• resolusi,
• jangkauan,
• ketepatan (akurasi),
• derau dan ketidak-linearan, Yang semuanya berpengaruh pada kualitas sinyal yang terdigitisasi (terakuisisi secara digital).

Jumlah kanal masukan analog menentukan berapa tranduser yang dapat ditangani. Laju pencuplikan (dalam Hz) menentukan seberapa banyak nilai cuplikan yang diperoleh. Laju pencuplikan yang tinggi akan menghasilkan data yang lebih banyak dan akan menghasilkan penyajian-ulang sinyal asli yang lebih baik.

• Teorema Nyquist

• Misalnya sebuah papan akuisisi data mampu mencuplik dengan laju 100Kcuplik/detik pada 10 kanal, maka masing-masing kanal secara efektif memiliki laju pencuplikan :
• Dengan kata lain laju pencuplikan menurun seiring dengan bertambahnya kanal yang dimultipleks.

• Resolusi (dalam satuan bit) adalah istilah untuk jumlah atau lebar bit yang digunakan oleh ADC dalam penyajian- ulang sinyal analog. Semakin besar resolusinya, semakin besar pembagi jangkauan tegangan masukan sehingga semakin kecil perubahan tegangan yang bisa dideteksi.

• Jangkauan berkaitan dengan tegangan minimum dan maksimum yang bisa ditangani oleh ADC yang bersangkutan.
• Papan akuisisi data yang baik memiliki jangkauan yang bisa dipilih sedemikian rupa hingga mampu dikonfigurasi untuk menangani berbagai macam jangkauan tegangan yang berbeda-beda.

• Spesifikasi jangkauan, resolusi dan penguatan (gain) pada papan akuisisi data menentukan seberapa kecil perubahan tegangan yang mampu dideteksi.
• Perubahan tegangan ini menyatakan 1 LSB (Least Signifincant Bit ) pada nilai digital dan sering dinamakan sebagai Lebar Kode (code width).
• Lebar kode yang ideal ditentukan menggunakan persamaan berikut :

• Pada gambar 5.2 ditunjukkan sebuah grafik gelombang sinus serta grafik digital yang diperoleh menggunakan ADC 3-bit.

DAC (Digital Analog Converter)

• Rangkaian keluaran analog dibutuhkan untuk menstimulus suatu proses atau unit yang diuji pada sistem akuisisi data.
• Beberapa spesifikasi DAC yang menentukan kualitas sinyal keluaran yang dihasilkan adalah - settling time, - slew rate dan - resolusi.
• Settling time dan slew rate bersama-sama menentukan seberapa cepat DAC dapat mengubah aras sinyal keluaran.
• Settling time adalah waktu yang dibutuhkan oleh keluaran agar stabil dalam durasi tertentu.
• Slew rate adalah laju perubahan maksimum agar DAC bisa menghasilkan keluaran.
• Dengan demikian, settling time yang kecil da slew rate yang besar dapat menghasilkan sinyal-sinyal dengan frekuensi tinggi karena hanya dibutuhkan waktu sebentar untuk mengubah keluaran ke aras tegangan baru secara akurat.