LAPORAN PERCOBAAN LABORATORIUM SISTEM KENDALI DISKRIT
Disusun oleh : KELOMPOK 4 1. ANDRA SYAH PUTRA
3.32.12.0.03
2. IBNU WIDIATMOKO WIDIATMOKO
3.32.12.0.08
3. ROKHMATUN ZAKIAH DARAJAD
3.32.12.0.20
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2015
PERCOBAAN 1 KONVERSI DIGITAL KE ANALOG SECARA MANUAL 1.1 DAC 8 BIT 1.1.1
Gambar Rangkaian
1.1.2
Alat dan Bahan
IC DAC0808
1 buah
IC OpAmp CA3140
1 buah
Resistor 4k7Ω
1 buah
Resistor 10kΩ
1 buah
Variabel Resistor 10kΩ
1 buah
Kapasitor 1nF/50V
1 buah
Saklar SPST
8 buah
Catu Daya +15V, 0V, -15V
1 buah
Catu Daya +5V,0V, -5V
1 buah
Multimeter
1 buah
1
1.1.3
Tabel Percobaan
Vref = +5V
A1
A2
A3
A4
A5
A6
A7
A8
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
(LSB)
Vout (V)
(MSB)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0,01
0
0
0
0
0
0
1
0
0,03
0
0
0
0
0
0
1
1
0,05
0
0
0
0
0
1
0
0
0,07
0
0
0
0
0
1
1
1
0,13
0
0
0
0
1
0
0
0
0,15
0
0
0
0
1
1
1
1
0,28
0
0
0
1
0
0
0
0
0,3
0
0
0
1
1
1
1
1
0,58
0
0
1
0
0
0
0
0
0,6
0
0
1
1
1
1
1
1
1,19
0
1
0
0
0
0
0
0
1,21
0
1
1
1
1
1
1
1
2,4
1
0
0
0
0
0
0
0
2,42
1
1
1
1
1
1
1
1
4,83
Vref = -5V
A1 D7 (LSB)
A2 D6
A3 D5
A4 D4
A5 D3
A6 D2
A7 D1
A8 D0 (MSB)
Vout (V)
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
-0,02
0
0
0
0
0
0
1
0
-0,04
0
0
0
0
0
0
1
1
-0,06
0
0
0
0
0
1
0
0
-0,08
0
0
0
0
0
1
1
1
-0,14
0
0
0
0
1
0
0
0
-0,16
0
0
0
0
1
1
1
1
-0,29
0
0
0
1
0
0
0
0
-0,31
0
0
0
1
1
1
1
1
-0,59
0
0
1
0
0
0
0
0
-0,61
0
0
1
1
1
1
1
1
-1,2
0
1
0
0
0
0
0
0
-1,22
2
0
1
1
1
1
1
1
1
-2,41
1
0
0
0
0
0
0
0
-2,43
1
1
1
1
1
1
1
1
-4,83
1.1.4
Analisis
Vout
=
Vref x (
) x(D7∗2 +D6∗2 +D5∗2 +D4∗2 +D3∗2 +D2∗2 +D1∗2 +D∗2 ) 2
Vref = +5V
Untuk 0000 0001 Vout =
5x(
) x(+++++++1∗2 ) 2
=0,018V (Hasil pengukuran= 0,01V)
Untuk 1000 0000 Vout =
5x(
) x(1∗2 +++++++) = 2
2,425V(Hasil pengukuran= 2,42V)
Vref = -5V
Untuk 0001 0000 Vout =
(−5) x (
) x(+++1∗2 ++++1∗2 ) 2
= 0,303V (Hasil pengukuran= -0,31 V)
Untuk 1111 1111 Vout =
(−5) x (
) x(1∗2 +1∗2 +1∗2 +1∗2 +1∗2 +1∗2 +1∗2 +1∗2 ) 2
= 4,83 V (Hasil pengukuran= - 4,83 V)
3
1.2 DAC 4 BIT 1.2.1
Gambar Rangkaian
1.2.2
Alat dan Bahan
IC DAC0808
1 buah
IC OpAmp CA3140
1 buah
Resistor 4k7Ω
1 buah
Resistor 10kΩ
1 buah
Variabel Resistor 10kΩ
1 buah
Kapasitor 1nF/50V
1 buah
Saklar SPST
4 buah
Catu Daya +15V, 0V, -15V
1 buah
Catu Daya +5V,0V, -5V
1 buah
Multimeter
1 buah
4
1.2.3
Tabel Percobaan
Vref = +5V A1 D3
A2 D2
A3 D1
A4 D0
Vout (V)
0
0
0
0
0,28
0
0
0
1
0,58
0
0
1
0
0,89
0
0
1
1
1,19
0
1
0
0
1,49
0
1
0
1
1,8
0
1
1
0
2,1
0
1
1
1
2,4
1
0
0
0
2,71
1
0
0
1
3,01
1
0
1
0
3,31
1
0
1
1
3,62
1
1
0
0
3,92
1
1
0
1
4,22
1
1
1
0
4,53
1
1
1
1
4,83
A1 D3
A2 D2
A3 D1
A4 D0
Vout (V)
0
0
0
0
-0,29
0
0
0
1
-0,59
0
0
1
0
-0,89
0
0
1
1
-1,20
0
1
0
0
-1,50
0
1
0
1
-1,80
0
1
1
0
-2,11
0
1
1
1
-2,41
1
0
0
0
-2,71
1
0
0
1
-3,02
1
0
1
0
-3,32
1
0
1
1
-3,62
1
1
0
0
-3,92
1
1
0
1
-4,23
1
1
1
0
-4,53
1
1
1
1
-4,83
Vref = -5V
5
1.2.4
Analisis
Vout
=
Vref x (
) x(D3∗2 +D2∗2 +D1∗2 +D∗2 ) 2
Vref = +5V
Untuk 0001 Vout =
5x(
) x(+++1∗2 ) = 2
0,303V (dari hasil pengukuran Vout= 0,58V,
sedangkan 0,3V merupakan hasil dari Vout saat 0000, jadi ada kelebihan 1 step)
Untuk 1000 Vout =
5x(
) x(1∗2 +++) = 2
2,425V (dari hasil pengukuran Vout=2,71V,
sedangkan 2,4 V adalah hasil pengukuran dari biner 0111)
Vref = -5V
Untuk 0000 Vout =
(−5) x (
) x(+++) = 2
0,00 V (dari hasil Vout= -0,29V, padahal
0,29V seharusnya untuk biner 0001)
Untuk 1111 Vout =
(−5) x (
)) x(1∗2 +1∗2 +1∗2 +1∗2 ) = 2
4,53 V (dari hasil pengukuran
Vout=4,83V, sedangkan 2,53 V adalah hasil pengukuran dari biner 1110)
6
1.3 Kesimpulan
Dari hasil percobaan dapat disimpulkan: a.
Pada rangkaian DAC 8 bit LSB adalah A8 sehingga difungsikan sebagai D0 dan MSB adalah A1 sehingga difungsikan sebagai D7. Sedangkan pada rangkaian DAC 4 bit LSB adalah A4 sehingga difungsikan sebagai D0 dan MSB adalah A1 sehingga difungsikan sebagai D3.
b.
Untuk 8 bit hasil dan perhitungan memiliki kesamaan, sedangkan untuk 4 bit memiliki perbedaan.
c.
Perbedaan pada DAC 4 bit yakni antara hasil perhitungan menghasilkan selisih 1 dari hasil pengukuran. Misalnya: Pada biner 0000, hasil pengukuran = 0,28V dan hasil perhitungan = 0,00V. Pada biner 0001, hasil pengukuran = 0,58V dan hasi l perhitungan = 0,28 V Pada biner 1000, hasil pengukuran = 2,71V dan has il perhitungan = 0,42V. Pada biner 1111, hasil pengukuran = 4,83V dan hasi l perhitungan = 4,54 V.
d.
Mungkin perbedaan tersebut disebabkan fungsi IC yang tidak sesuai. IC DAC 0808 biasanya digunakan untuk 8 bit bukan 4 bit.
e.
Rumus Vout untuk DAC 8 bit adalah
Vout =
Vref x (
)
x(D7∗2 +D6∗2 +D5∗2 +D4∗2 +D3∗2 +D2∗2 +D1∗2 +D∗2 ) 2
7
PERCOBAAN 2 KONVERSI ANALOG KE DIGITAL MODE NORMAL DIOPERASIKAN SECARA MANUAL
2.1. Gambar Rangkaian
2.2. Alat dan Bahan
IC ADC 8 bit (ADC 0804)
1 buah
Resistor 330Ω
8 buah
Resistor 470Ω
2 buah
Resistor 1KΩ
1 buah
Resistor 10KΩ
1 buah
Variabel resistor 10KΩ
1 buah
Kapasitor 150 pF
1 buah
Kapasitor 47uF / 16V
1 buah
Dioda Zener 3V3 / 400 mW
1 buah
Led Merah
9 buah
Saklar SPST (push-on)
1 buah
Catu daya
1 buah
8
2.3. Hasil Percobaan
Vin [V]
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
10m
L
L
L
L
L
L
L
L
20m
L
L
L
L
L
L
L
H
30m
L
L
L
L
L
L
L
H
40m
L
L
L
L
L
L
H
L
50m
L
L
L
L
L
L
H
L
60m
L
L
L
L
L
L
H
H
70m
L
L
L
L
L
L
H
H
80m
L
L
L
L
L
H
L
L
90m
L
L
L
L
L
H
L
L
100m
L
L
L
L
L
H
L
H
200m
L
L
L
L
H
L
H
L
500m
L
L
L
H
H
L
L
H
1
L
L
H
H
L
L
H
L
1,5
L
H
L
L
H
L
H
H
2
L
H
H
L
L
H
L
L
2,4
L
H
H
H
H
L
L
L
3
H
L
L
H
L
H
H
L
4
H
H
H
L
L
L
H
H
5
H
H
H
H
H
L
L
H
2.4. Analisis
1. Perhitungan Step Size dari IC ADC 8 bit (ADC 0804): Step Size
=
= =
2 −1 5,12 2 −1 5 255
= 0,02 V
9
2. Perhitungan data analog masukan:
Saat Vin = 10 mV Data desimal
= =
1 1 2
= 0,5 Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 10 mV adalah LLLLLLLL.
Saat Vin = 20 mV dan 30 mV Data desimal
=
2 2
=1 Representasi data digital pada keluaran IC : LLLLLLLH
Data desimal
=
3 2
= 1,5 Representasi data digital pada keluaran IC : LLLLLLLH
Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 20 mV sama dengan Vin 30 mV.
Saat Vin 40 mV dan 50 mV Data desimal
=
4 2
=2 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLLHL
Data desimal
=
5 2
= 2,5 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLLHL
10
Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 40 mV sama dengan Vin 50 mV.
Saat Vin 60mV dan 70mV Data desimal
=
6 2
=3 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLLHH
Data desimal
=
7 2
= 3,5 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLLHH
Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 60 mV sama dengan Vin 70 mV.
Saat Vin 80 mV dan 90 mV Data desimal
=
8 2
=4
Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLHLL Data desimal
=
5 2
= 4,5 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLHLL
Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 80 mV sama dengan Vin 90 mV.
11
Saat Vin 100 mV Data desimal
=
1 2
=5 Representasi data digital pada keluaran IC: LLLLLHLH
Saat Vin 200 mV Data desimal
=
2 2
= 10 Representasi data digital pada keluaran IC: LLLLHLHL
Saat Vin 500 mV Data desimal
=
5 2
= 25 Representasi data digital pada keluaran IC: LLLHHLLH
Saat Vin 1 V Data desimal
=
1 2
= 50 Representasi data digital pada keluaran IC: LLHHLLHL
Saat Vin 1,5 V Data desimal
=
1,5 2
= 75 Representasi data digital pada keluaran IC: LHLLHLHH
Saat Vin 2 V Data desimal
=
2 2
= 100 Representasi data digital pada keluaran IC: LHHLLHLL
12
Saat Vin 2,4 V Data desimal
=
2,4 2
= 120 Representasi data digital pada keluaran IC: LHHHHLLL
Saat Vin 3 V Data desimal
=
3 2
= 150 Representasi data digital pada keluaran IC: HLLHLHHL
Saat Vin 4 V Data desimal
=
4 2
= 200 Representasi data digital pada keluaran IC: HHHLLLHH
Saat Vin 5 V Data desimal
=
5 2
= 250 Representasi data digital pada keluaran IC: HHHH H LLH
2.5 Kesimpulan
Dari hasil percobaan di atas dapat disimpulkan bahwa: 1. Rumus Step Size adalah Step Size
=
Full Scale Voltage 2 −1
Keterangan : n
= Jumlah bit
Full Scale Voltage = tegangan input (V) saat semua bit berlogika 1 (HIGH)
2. Rumus untuk mengetahui nilai desimal dari masukan analog. Data desimal =
Vin 1LSB
Keterangan : 1LSB
= tegangan input (V) pada kondisi saat
mumculnya logika HIGH pertama kali setelah semua bit
13
kondisi LOW.
Data desimal = nilai yang nantinya dikonversikan ke dalam bilangan biner.
3. Perubahan data digital adalah data masukan analog dibagi dengan besar nilai step size dan di representasikan dengan bilangan biner. 4. Terjadi perbedaan hasil saat Vin= 5 volt, yang mana seharusnya semua output biner berlogika HIGH. Tetapi pada hasil pengukuran yakni D1 dan D2 berlogika LOW.
14
PERCOBAAN 3 KONVERSI ANALOG KE DIGITAL MODE FREE RUNNING DIOPERASIKAN SECARA MANUAL 3.1. Gambar Rangkaian
3.2. Alat dan Bahan
1.
IC ADC 8 bit (ADC 0804)
2.
Resistor 330Ω
3.
Resistor 470Ω
4.
Resistor 1KΩ
5.
Resistor 10KΩ
6.
Variabel resistor 10KΩ
7.
Kapasitor 150 pF
8.
Kapasitor 47uF / 16V
9.
Dioda Zener 3V3 / 400 mW
10. Led Merah 11. Saklar SPST (push-on) 12. Catu daya
15
3.3. Hasil Percobaan Vin [V]
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
10m
L
L
L
L
L
L
L
L
20m
L
L
L
L
L
L
L
H
30m
L
L
L
L
L
L
L
H
40m
L
L
L
L
L
L
H
L
50m
L
L
L
L
L
L
H
L
60m
L
L
L
L
L
L
H
H
70m
L
L
L
L
L
L
H
H
80m
L
L
L
L
L
H
L
L
90m
L
L
L
L
L
H
L
L
100m
L
L
L
L
L
H
L
H
200m
L
L
L
L
H
L
H
L
500m
L
L
L
H
H
L
L
H
1
L
L
H
H
L
L
H
L
1,5
L
H
L
L
H
L
H
H
2
L
H
H
L
L
H
L
L
2,4
L
H
H
H
H
L
L
L
3
H
L
L
H
L
H
H
L
4
H
H
H
L
L
L
H
H
5
H
H
H
H
H
L
L
H
16
3.4. Analisis
1. Perhitungan Step Size dari IC ADC 8 bit (ADC 0804): Step Size
=
= =
2 −1 5,12 2 −1 5 255
= 0,02 V 2. Perhitungan data analog masukan:
Saat Vin = 10 mV Data desimal
= =
1 1 2
= 0,5 Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 10 mV adalah LLLLLLLL.
Saat Vin = 20 mV dan 30 mV Data desimal
=
2 2
=1 Representasi data digital pada keluaran IC : LLLLLLLH
Data desimal
=
3 2
= 1,5 Representasi data digital pada keluaran IC : LLLLLLLH
Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 20 mV sama dengan Vin 30 mV.
17
Saat Vin 40 mV dan 50 mV Data desimal
=
4 2
=2 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLLHL
Data desimal
=
5 2
= 2,5 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLLHL
Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 40 mV sama dengan Vin 50 mV.
Saat Vin 60mV dan 70mV Data desimal
=
6 2
=3 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLLHH
Data desimal
=
7 2
= 3,5 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLLHH
Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 60 mV sama dengan Vin 70 mV.
Saat Vin 80 mV dan 90 mV Data desimal
=
8 2
=4
Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLHLL
18
Data desimal
=
5 2
= 4,5 Representasi data digital pada keluaran IC :LLLLLHLL
Jika Vin belum melewati 1 STEP SIZE maka akan direpresentasikan sebagai data digital di bawahnya sehingga output digital untuk Vin 80 mV sama dengan Vin 90 mV.
Saat Vin 100 mV Data desimal
=
1 2
=5 Representasi data digital pada keluaran IC: LLLLLHLH
Saat Vin 200 mV Data desimal
=
2 2
= 10 Representasi data digital pada keluaran IC: LLLLHLHL
Saat Vin 500 mV Data desimal
=
5 2
= 25 Representasi data digital pada keluaran IC: LLLHHLLH
Saat Vin 1 V Data desimal
=
1 2
= 50 Representasi data digital pada keluaran IC: LLHHLLHL
19
Saat Vin 1,5 V Data desimal
=
1,5 2
= 75 Representasi data digital pada keluaran IC: LHLLHLHH
Saat Vin 2 V Data desimal
=
2 2
= 100 Representasi data digital pada keluaran IC: LHHLLHLL
Saat Vin 2,4 V Data desimal
=
2,4 2
= 120 Representasi data digital pada keluaran IC: LHHHHLLL
Saat Vin 3 V Data desimal
=
3 2
= 150 Representasi data digital pada keluaran IC: HLLHLHHL
Saat Vin 4 V Data desimal
=
4 2
= 200 Representasi data digital pada keluaran IC: HHH LLLHH
Saat Vin 5 V Data desimal
=
5 2
= 250 Representasi data digital pada keluaran IC: HHHH H LLH
20
3.5 Kesimpulan
Dari hasil percobaan dapat disimpulkan : 1.
Rumus Step Size adalah Step Size
=
Full Scale Voltage 2 −1
Keterangan : n
= Jumlah bit
Full Scale Voltage = tegangan input (V) saat semua bit berlogika 1 (HIGH)
2.
Rumus untuk mengetahui nilai desimal dari masukan analog. Data desimal =
Vin 1LSB
Keterangan : 1LSB
= tegangan input (V) pada kondisi saat
mumculnya logika HIGH pertama kali setelah semua bit kondisi LOW.
Data desimal = nilai yang nantinya dikonversikan ke dalam bilangan biner.
3.
Terjadi perbedaan hasil saat Vin= 5 volt, yang mana seharusnya semua output biner berlogika HIGH. Tetapi pada hasil pengukuran yakni D1 dan D2 berlogika LOW.
21
